کاربرد تیتانیوم در تجهیزات نیروی دریایی

تیتانیوم امیدوارکننده ترین ماده فلزی برای تجهیزات دریایی است.این به طور گسترده در کشتی های سطحی، زیردریایی های زیردریایی، زیردریایی های عمیق، سلاح های زیر آب، تجهیزات ارتباطی و سایر زمینه ها در سراسر جهان استفاده می شود. در زیردریایی هسته ای، کندانسور، مبدل حرارتی، پوشش سونار، سیستم خط لوله دریایی و دم از تیتانیوم ساخته شده است. تیتانیوم همچنین به طور گسترده در پوسته فشار، سیستم اگزوز گاز موتور دیزل، پوشش سونار، سیستم خط لوله دریایی، دم، پمپ ها و دریچه های زیردریایی های معمولی (636، k877 و غیره) استفاده می شود. این کشتی از طریق آبهای جهانی قطب شمال، قطب جنوب، استوا، اقیانوس آرام، اقیانوس هند و اقیانوس اطلس عبور کرده است و مشکلات طراحی استرس مجاز و انتخاب ضریب ایمنی را حل کرده است. تیتانیوم همچنین در دستگاه های رانش جت آب زیردریایی های مختلف در ایالات متحده و ژاپن استفاده می شود که به طور موثر بر اثر نامطلوب جریان القایی زیاد ناشی از قطع خط نیروی مغناطیسی زمین در هنگام حرکت با آلیاژ مس غلبه می کند.

2.1 پوسته های تحت فشار زیردریایی ها و زیردریایی های عمیق

هنگامی که ساختار زیردریایی ثابت است، عمق غوطه وری نهایی زیردریایی به طور مستقیم با محصول قدرت تسلیم مواد پوسته و ضخامت پوسته متناسب است. افزایش عمق غواصی با ضخیم شدن پوسته فشار، بار موثر زیردریایی را کاهش می دهد. اگر بار موثر حفظ شود، اندازه زیردریایی تا حدی افزایش می یابد که در عمل قابل استفاده نباشد. بنابراین باید موادی با مقاومت ویژه بالاتر در نظر گرفته شود. در میان چندین ماده موجود در حال حاضر برای پوسته زیردریایی، آلیاژ تیتانیوم بهترین عملکرد را دارد (برای مقایسه خاص به جدول 1 مراجعه کنید). جدول 1 نشان می دهد که آلیاژ تیتانیوم به عنوان مواد پوسته مقاوم در برابر فشار برای زیردریایی ها و زیردریایی های عمیق بسیار سودمند است.

خواص چند ماده پوسته تحت فشار زیردریایی عمیق

نمونه هایی از کاربرد تیتانیوم در پوسته تحت فشار زیردریایی ها و زیردریایی های عمیق

2.2 پروانه، شفت پروانه و نیروی محرکه جت آب

آلیاژ تیتانیوم ریخته گری دارای استحکام ویژه بالا، مقاومت در برابر خوردگی بالا و مقاومت حفره ای خوب است (جدول 3 را ببینید). این یک ماده پروانه ایده آل است، به ویژه مواد پروانه سوپر کاویتاسیون. ملخ آلیاژ تیتانیوم دارای مزایای وزن سبک، راندمان پیشرانه بالا و عمر طولانی است.

خواص مکانیکی مواد پروانه

2.3 مبدل های حرارتی و کندانسور

تیتانیوم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی در برابر آب تمیز، آلوده و شن و ماسه حاوی آب ساکن و دینامیک دارد. سرعت آب خنک کننده بالا و لوله کندانسور دیواره نازک برای بهبود ظرفیت انتقال حرارت و کاهش وزن کندانسور مجاز است. چسبندگی لوله تیتانیوم کم است و مایع به شکل مهره ای روی سطح تیتانیوم متراکم می شود. نرخ چگالش تیتانیوم بیش از 29.3 درصد بیشتر از مس است. نرخ چگالش 35 درصد بیشتر از فولاد ضد زنگ 304 است. نرخ میعان بیش از 17.5 درصد بیشتر از فولاد ضد زنگ 316 است که برای انتقال حرارت نیز مفید است. ضریب تمیزی لوله تیتانیوم بالاتر از لوله آلیاژ مس است. عوامل فوق هدایت حرارتی تیتانیوم را کمتر از آلیاژ مس B30 می کند، اما راندمان انتقال حرارت برابر یا کمی بالاتر از B30 است. در عین حال، مجاز انزوای ارتعاش لوله تیتانیوم نیز بالاتر از لوله B30 است.