Titaania ja titaaniseosmateriaaleja käytetään laajalti laivoissa, paitsi laivojen kalusteissa ja hyttitiloissa, kaikki suuret laitteet ja osat voivat käyttää titaania ja titaaniseosmateriaaleja, kuten elektronisia tietojärjestelmiä, voimajärjestelmiä, apujärjestelmiä, rungon rakenteita, propulsiojärjestelmiä, jne. Ulkomaisia titaaniseosmateriaaleja käytetään pääasiassa rungon rakennemateriaaleissa, laivojen pumpuissa, venttiileissä, putkissa ja muissa lisävarusteissa, tehokäytöissä, lämmönvaihtimissa, lauhduttimissa, jäähdyttimissä, höyrystimissä, akustisissa laitteissa jne.; kotimaisia titaaniseosmateriaaleja käytetään pääasiassa uppoajoneuvoissa, voimansiirroissa, laivojen tutkaissa, elektronisissa laitteissa, kiinnikkeissä jne.
1. Painetta kestävä kotelo
Laivojen alalla syviä sukellusveneitä ja sukellusveneitä käytetään pääasiassa titaaniseoksesta paineenkestävissä kuorissa. Titaaniseoksen ominaisuudet, kuten korkea ominaislujuus, hyvä korroosionkestävyys ja ei-magneettiset ominaisuudet, tekevät siitä korkealaatuisen materiaalin syvänmeren laitteiden painetta kestävien kuorien valmistukseen.
Venäjä on ensimmäinen maa, joka käyttää titaaniseoksesta paineenkestäviä kuoria ydinsukellusveneissä, ja se on myös maailman teknologiajohtaja. 1960-luvulta lähtien Venäjä (entinen Neuvostoliitto) on valmistanut sarjan titaaniseoksesta valmistettuja sukellusveneitä. Aluksi Venäjä valmisti No. 661 titaaniseoksesta valmistettua risteilyohjusydinsukellusvenettä, joka on koevene. Myöhemmin Venäjä valmisti peräkkäin 7 "Alpha"-luokan titaaniseoksesta valmistettua sukellusvenettä, 1 "Mike"-luokan sukellusvenettä ja 4 "Sierra"-luokan sukellusvenettä. Nämä ydinsukellusveneet ovat kaikki hyökkäystyyppisiä, ja "Alpha"-luokan titaaniseoksesta valmistettu sukellusvene käyttää 3000 tonnia titaaniseosta. Venäjällä valmistettu Typhoon-luokan ydinsukellusvene on tilavuudeltaan ja vetoisuudeltaan maailman suurin sukellusvene, jonka titaanin kulutus on 9000 tonnia.
Tällä hetkellä Venäjän uusimman sukupolven "Borei"-luokan ydinsukellusveneet käyttävät myös titaaniseoksesta valmistettuja paineenkestäviä kuoria.
Toinen tärkeä titaaniseoksen painerungon sovellus on syvä upotettava. "Jiaolong" miehitetty sukellusvene on maani itsenäisesti kehittämä miehitetty sukellusvene, jonka suunniteltu enimmäissukellussyvyys on yli 7,000 metriä. "Jiaolong" miehitetyn uppoajoneuvon paineenkestävä kuori on valmistettu titaaniseoksesta. Tällä hetkellä useimmat maailman suurimmista miehitetyistä syvän syvyyksien uppoajoneuvoista käyttävät titaaniseosmateriaaleja painetta kestävien kuorien valmistelumateriaaleina. Esimerkiksi suurisyvyisten miehitettyjen sukelluslaitteiden, kuten Alvin ja NewAlvin Yhdysvalloissa, Jiaolong Kiinassa, Nautile Ranskassa ja Shinkai 6500 Japanissa, kuorimateriaalit ovat kaikki titaaniseoksia [9]. Titaaniseoksesta on tullut valittu materiaali syvälle upotettaviin painekuoreihin.
2. Propulsiolaite
Meriveden ja meri-ilmaston vaikutuksesta johtuen aluksen potkurimateriaalilla tulee olla korkea korroosionväsymislujuus ja kavitaatiokestävyys. Verrattuna kupariseoksiin ja teräksiin titaaniseoksilla on etuja korroosion väsymislujuudessa ja kavitaatiokestävyydessä. Lisäksi titaaniseoksen alhaisesta tiheydestä johtuen saman mittakaavan potkureita valmistettaessa titaaniseoksesta valmistettujen potkurien massa on pieni verrattuna muihin yleisesti käytettyihin materiaaleihin. Siksi titaaniseoksesta valmistettuja potkureita käyttäviä aluksia voidaan ajaa tehokkaammin. Yhdessä titaaniseoksesta valmistetun potkurin korkean korroosioväsymislujuuden ja kavitaatiokestävyyden kanssa sen huolto ja ylläpito on helpompaa, mikä pidentää potkurin käyttöikää. Titaaniseos on ihanteellinen laivan potkurimateriaali.
Venäjä, Iso-Britannia jne. alkoivat yrittää käyttää titaaniseoksesta valmistettuja potkureita laivoissa jo 1960-luvulla. Esimerkiksi Venäjä käyttää titaaniseoksesta valmistettuja potkureita "Alpha"-luokan ja "Mike"-luokan ydinsukellusveneissä. Yhdysvallat on myös käyttänyt titaaniseoksesta valmistettuja potkureita monissa laivoissa. Esimerkiksi Yhdysvaltain laivaston 50t-luokan tutkimussukellusvenemetsästäjä käyttää kolmilapaista, irrotettavaa, superkavitoivaa titaaniseoksesta valmistettua potkuria, jonka halkaisija on 812,8 mm.
Nopea "Ashville" tykkivene käyttää nelisiipistä muuttuvan nousun titaaniseoksesta valmistettua potkuria. Yhdysvaltain suuressa sotilaskantosiipialuksella "Plainview" on halkaisijaltaan 1,52 m, nelilapainen, irrotettava, superkavitoiva titaaniseoksesta valmistettu potkuri, joka on valmistettu Ti-6Al-4V-materiaalista. Maamme on myös menestyksekkäästi kehittänyt erilaisia titaaniseoksesta valmistettuja potkureita ja käyttänyt niitä menestyksekkäästi monissa laivoissa. Esimerkiksi Ti-5Al-2.5Sn- ja Ti-6Al-4V-titaaniseoksesta valmistetut kantosiipialukset kehitettiin menestyksekkäästi vuonna 1972, ja niitä on käytetty toistaiseksi monissa laivoissa. . Vuosien käyttötulokset osoittavat, että titaaniseoksisista potkureista on vahva korroosionkestävyys ja niiden käyttöikä on kolminkertainen perinteisiin kupariseospotkureihin verrattuna.
Laivojen potkureiden lisäksi laivojen moottoreissa käytetään myös titaaniseosmateriaaleja. Esimerkiksi Venäjällä valmistetussa atomikäyttöisessä jäänmurtajassa käytetään titaaniseosmateriaaleja sisältävää höyrykonetta. Titaaniseoksesta valmistettujen propulsiolaitteiden käyttö voi estää alukseen vaikuttamasta suurelta indusoituneelta virralta, joka aiheutuu maan magneettikenttälinjojen katkaisemisesta purjehtiessaan. Lisäksi titaaniseosmateriaaleja käytetään myös joidenkin alusten, kuten amerikkalaisen SES-100A-koeveneen ja japanilaisen "PT-10" torpedoveneen, vesisuihkun käyttövoimalaitteissa. Niiden vesisuihkupropulsiolaite käyttää teollista puhdasta titaania ja titaaniseostakeita, mikä heikentää laitteen laatua ja parantaa vesisuihkupropulsiolaitteen tehokkuutta.
3. Pumput, venttiilit, putket ja muut tarvikkeet
Venäjän vaatimus laivan putkiston toiminnalle on, että rakennemateriaalien käyttöikä on 8-9 vuotta ennen ensimmäistä korjausta laiturissa ja käyttöikä ennen järjestelmän täydellistä vaihtoa ei saa olla alle 15 vuotta. . Tämä vaatimus voi varmistaa, että kaikkien luokkien alukset voivat tehokkaasti palvella 25–30 vuotta. Laivat toimivat merellä, joten laivan pumput, venttiilit, putket ja muut varusteet kohtaavat ankaran meriympäristön kokeen.
Venäläisten siviililaivojen putkistossa valitaan yleensä M3C-kupariputket ja MH-5-1-kupariseosputket veden virtausnopeuden mukaan, kun taas venttiileissä, pumpuissa ja lämmönvaihtimissa käytetään kupariseoksia. Jos laivan putkistossa käytetään kupariseosmateriaalia, korroosiovauriot ovat saattaneet tapahtua toisena vuonna ja edellä mainittuja huoltovaatimuksia on vaikea täyttää. Käyttövaatimusten täyttämiseksi putken paksuutta on ehkä paksunnettava ja samalla putken halkaisijaa suurennettava veden virtausnopeuden varmistamiseksi. Aluksen yleinen putkisto lisää painoa ja kustannuksia.
Venäläisten sotalaivojen pumput, venttiilit, putket jne. käyttävät kuitenkin enimmäkseen titaaniseosmateriaaleja. Sota-alukset ovat olleet käytössä pitkään, ja niiden käyttö on osoittanut, että titaaniseosputket, venttiilit, pumput, lämmönvaihtimet ja muut tuotteet kestävät erittäin hyvin meriveden korroosiota ja niillä on pitkä käyttöikä. Jos laivan vedenottojärjestelmän valmistukseen käytetään kaikkia titaanimateriaaleja, voidaan järjestelmän käyttöikää pidentää merkittävästi ja käyttövarmuutta parantaa.
Yhdysvaltain laivasto käyttää laivoissa titaaniseoksesta valmistettuja putkistojärjestelmiä. Verrattuna perinteisiin kupari-nikkeliseoksesta valmistettuihin putkiin, titaaniseoksilla on vahva korroosionkestävyys, eivätkä merivedet syö niitä edes nopeasti virtaavassa merivedessä (virtausnopeudella 13 m/s). on merivesi, korkean nopeuden ja korkean paineen putkistot. Siksi, jos varmistetaan sama meriveden virtausnopeus, titaaniseoksen korkea korroosionkestävyys mahdollistaa putkilinjan suunnittelun olevan ohuempi, putkilinjan halkaisija pienenee, aluksen viemä tila pienenee, putkilinjan joustavuus pienenee. ulkoasua parannellaan, ja myös ylläpitokustannukset pienenevät. vähentää. Lisäksi titaaniseoksen tiheys on pieni, mikä on noin puolet kupari-nikkeliseoksen tiheydestä, ja sen tuottaman putkilinjan laatu on pieni, joten aputukiputkeen käytettävät laitteet vähenevät. Laivat ovat vähemmän lastattuja ja kuluttavat vähemmän polttoainetta.
4. Akustinen laite
Laivojen akustisissa laitteissa voidaan käyttää myös titaaniseosmateriaaleja, kuten kaikuluotaimen, vedenalaisten akustisten muuntimen komponenttien, mikrofonien, puhelimen osien jne. valmistuksessa. Sonar on tehokkain laite alusten vedenalaisten kohteiden havaitsemiseen. Kotimaassani käytetään enimmäkseen ruostumatonta terästä ja kuituvahvistettua FRP:tä, mutta titaaniseosmateriaaleihin verrattuna niiden äänenläpäisevyys ja törmäyskestävyys ovat suhteellisen heikkoja. Venäjä on jo soveltanut titaaniseoksesta valmistettua luotainkupua ydinsukellusveneeseen "Kursk", lentotukialukseen "Minsk", lentotukialukseen "Kiev" jne. Varsinainen kaikuluotaimen tunnistusvaikutus on suhteellisen hyvä.
