Titano ir titano lydinių taikymas jūrų įrangoje
Titanas yra pati idealiausia medžiaga jūrinėje aplinkoje. Titano naudojimas gali labai pagerinti karinių jūrų pajėgų laivų ir įrangos kovos efektyvumą, sumažinti priežiūros išlaidas, pailginti tarnavimo laiką ir pagerinti slėpimą. Rusijos, Amerikos ir Kinijos laivynai plačiai naudojo titaną slėginiuose korpusuose, jūros vandens vamzdynų sistemose, antstatuose ir kituose povandeninių laivų, povandeninių laivų, antvandeninių laivų, laivų ir kitos įrangos komponentuose.
1. Slėgio korpusas
Titano rūšys, naudojamos giliavandenių povandeninių laivų valdomoms sferoms namuose ir užsienyje, daugiausia yra Ti-6Al-4V ir Ti-6Al-4VELI (atitinka vietines rūšis TC4 ir TC4ELI). Daugelis valdomų giliavandenių povandeninių laivų sferų pradžioje buvo pagamintos iš plieno, tačiau vėliau buvo naudojamas titanas, kuris gali sumažinti svorį, padidinti nardymo gylį ir pailginti tarnavimo laiką. Pavyzdžiui: ① Amerikietiškas povandeninis laivas Alvin buvo pastatytas 1964 m., naudojant HYl00 didelio stiprumo plieną (plokštės storis 33,8 mm), nardymo gylis 2000 m. Atstatant 1973 m., slėginis korpusas buvo pakeistas titano lydiniu (plokštės storis 49 mm), o nardymo gylis padidėjo iki 3600 m. Jo pagalbinėje dėžutėje ir aukšto slėgio dujų generatoriuje taip pat buvo naudojamas Ti-6Al-4VELI; ② Japonijos „Deepsea 2000“ pilotuojamas sferinis apvalkalas buvo pagamintas iš plieno, o titanas buvo naudojamas ruošiant pilotuojamą sferinį apvalkalą, kai buvo pastatytas „Deepsea 6500“, siekiant padidinti nardymo gylį.
Kalbant apie povandeninių laivų slėgio korpusus, Rusija pirmoji panaudojo titaną. Šiuo metu tai yra šalis, turinti pažangiausias ir brandžiausias technologijas pasaulyje, naudojant titaną slėginiams korpusams gaminti. Vienintelė titano rūšis, naudojama gaminant titano branduolinius povandeninius laivus, yra IIT-3B titano lydinys (atitinka vietinį TA17 klasę). Pastaraisiais metais Kinija taip pat pirmenybę teikia titano medžiagų naudojimui statydama povandeninius laivus, o rūšys daugiausia koncentruojamos į TA17, TC4, TC4ELI, TC11, gryną titaną ir kt.
Be to, daugelis šalių šiuo metu kuria giliavandenius pilotuojamus povandeninius laivus ir giliavandenius viso titano ginklus ir įrangą. Kinijoje pastatytas pilnos jūros pilotuojamas povandeninis laivas „Struggler“ 2020 m. lapkričio 10 d. sėkmingai metė iššūkį giliausiai pasaulio vandenyno vietai – Marianų įdubai, kurios gylis siekė 10 909 m, įgyvendindamas Kinijos žmonių giliavandenę svajonę. Pilotuojama sferinė povandeninio laivo korpuso medžiaga yra didelio stiprumo, didelio kietumo pažeidimams atsparus titano lydinys, pagamintas Baoti Co., Ltd.; Kinija pradėjo statyti titaninę giliavandenę įrangą.
2. Jūros vandens vamzdynų sistema
Jūros vandens vamzdynų sistema yra sudėtinga ir turi daug skersmens specifikacijų. Pasirinktos medžiagos turi turėti jūros vandens atsparumo korozijai, didelio stiprumo ir gerų nuovargio savybių. Titanas gali atitikti visus šiuos reikalavimus. Vamzdžiai iš titano lydinio turi didelių pranašumų prieš tradicines medžiagas (anglinį plieną, nerūdijantį plieną, vario lydinį).
(1) Pailginkite eksploatavimo laiką, kad jis būtų toks pat kaip ir paties laivo. Rusija palygino vamzdynų sistemų, pagamintų iš tradicinių medžiagų ir titano, tarnavimo laiką. Rezultatai rodo, kad titano tarnavimo laikas yra toks pat kaip ir laivo, jį reikia investuoti tik vieną kartą, o naudojimo metu reikia tik paprastos priežiūros; tradicinių medžiagų tarnavimo laikas yra apie 2–10 metų, todėl per visą eksploatavimo laiką jas reikia reguliariai taisyti ar net keisti, ypač veikiant greitaeigiai aplinkai, įvairios jungtys sukels vietinę koroziją. Remiantis JAV karinio jūrų laivyno laivų taikymo duomenimis, titano vamzdynų tarnavimo laikas yra 40 metų, o vario-nikelio lydinio vamzdynų tarnavimo laikas yra tik 6–8 metai.
Kinija atliko patikrinimo ir įvertinimo bandymus, susijusius su „titano lydinio“ naudojimu, pakeičiančiu „vario lydinį“ gaminant jūros vandens vamzdynų sistemas. Po to, kai TA2 besiūliai titano vamzdžiai, atraminių vamzdžių jungiamosios detalės ir titano flanšai, kuriuos tiekia Baoti, buvo eksploatuojami beveik 3 metus, vamzdynai ir laikančiosios medžiagos buvo išardyti ir patikrinti, o nenormalių sąlygų, tokių kaip įtrūkimai, skylės ir korozija, nerasta.
(2) Sumažinkite išlaidas. Nors vienkartinės investicijos į titano lydinio dalis yra didesnės, vienkartinės investicijos gali patenkinti visą naudojimo laiką, o naudojimo metu reikia tik paprastos priežiūros, o tai labai sutaupo remonto ir priežiūros išlaidas. Vario-nikelio lydinio vamzdžius, naudojamus JAV karinio jūrų laivyno laivų šilumokaičiuose, per metus reikia keisti apie 97 km, o amfibinio doko transporto laivo LPD17 dviem pagrindinėms jūros vandens vamzdynų sistemoms parenkami Gr.2 gryno titano vamzdžiai. su maždaug 1,000 vamzdžiais, kurių bendras ilgis yra daugiau nei 3 350 m, todėl sutaupoma iki 17 mln. USD išlaidų per visą gyvavimo ciklą. Apibendrinant galima teigti, kad naudojant titaną vamzdynų sistemose galima ne tik sumažinti svorį, bet ir pasiekti tokią pat naudojimo trukmę kaip ir pagrindinio korpuso, tuo pačiu sumažinant išlaidas. Pastaraisiais metais jis buvo naudojamas partijomis daugeliui jūrinės įrangos tipų, tokių kaip 022 valtis Kinijoje.
3. Antstatas
Šiuo metu taip pat yra titano panaudojimo vietinių laivų antstatuose pavyzdžių, tokių kaip Ti70 (TA23) stiebams, TA5 ir TA7 strypai radaro antenoms ir TA2 ir TA5 plokštės angarų dangoms ir rėmo konstrukcijoms. JAV karinis jūrų laivynas taip pat panaudojo didelį kiekį titano pagrindinėje LPD17 amfibinio doko transporto laivo antstato zonoje, todėl jo masė sumažėjo maždaug 50% ir labai pagerino laivo stabilumą.
4. Taikymas kitose srityse
Be minėtų slėginių korpusų, vamzdynų sistemų ir antstatų, kuriuose naudojamas didelis kiekis titano, yra ir kitų vidaus ir užsienio jūrinės įrangos dalių, kuriose taip pat naudojamas titanas.