Titāna materiāli kuģniecības inženierijā

Titānam un titāna sakausējumiem ir ļoti noderīga visaptveroša veiktspēja, lai uzlabotu jūras spēku tehnisko un taktisko veiktspēju, paaugstinātu jūras resursu attīstības aprīkojuma līmeni, ir liela nozīme, tāpēc kopš 1980. gadiem Rietumu attīstītās valstis ir sākušas izmantot titāna materiālus. aizstāt CuNi sakausējumus, nerūsējošo tēraudu un niķeļa sakausējumus to parastajās zemūdenēs, kodolzemūdenēs, gaisa kuģu bāzes kuģos, virszemes kuģos un dziļajās zemūdenēs un citās iekārtās. Enerģijas sistēmu (tvaika ģeneratoru un dzenskrūves dzinēju u.c.) ražošana caur jūras cauruļvadu sistēmām, siltummaiņiem, spiedienizturīgiem apvalkiem, hidrolokatoru sistēmām, dūmu caurulēm, ugunsdrošības sistēmām, sūkņiem un vārstiem, sakaru sistēmām un citām iekārtām un komponentiem, kas ievērojami pagarina iekārtas kalpošanas laiku, samazina uzturēšanas izmaksas, uzlabo drošību, kravnesību un manevrēšanas spēju utt. 1. tabulā ir norādītas tipiskās sastāvdaļas titāna sakausējuma lietojumiem uz ASV kuģiem. Turklāt naftas urbšanas iekārtās atklātā jūrā titāna sakausējumu ir sācis plašāk izmantot, lai uzlabotu urbšanas iekārtu drošību un uzticamību, samazinātu sistēmas svaru un ekspluatācijas un apkopes izmaksas, kā arī sasniegti ļoti labi rezultāti.

Šajā rakstā galvenā uzmanība pievērsta titāna sakausējuma izmantošanai kuģu inženiertehniskajās iekārtās gan mājās, gan ārvalstīs, tostarp kuģos, jūras enerģijas izstrādē, jūras ūdens atsāļošanā, kā arī piekrastes un jūras ēkās un citiem pašreizējās situācijas un attīstības aspektiem.

Titāna materiālu pielietojums kuģos

(Spiedienizturīgs) korpuss

Titāna sakausējuma kā korpusa konstrukcijas materiāla pielietojums galvenokārt ietver trīs aspektus: zemūdenes spiedienizturīgu apvalku, dziļās zemūdenes spiedienizturīgo apvalku un virszemes kuģa korpusu.

Spiedienizturīgi zemūdeņu korpusi

Zemūdens spiediena izturīgā titāna apvalkā bijusī Padomju Savienība staigāja pasaules priekšgalā, atklāja titāna sakausējuma materiālu izmantošanu kā precedenta zemūdens spiediena izturīgu apvalku.

1968. gadā bijusī Padomju Savienība (Krievija) uzbūvēja pasaulē pirmo titāna sakausējuma daudzfunkcionālo kodolzemūdeni (Papa), kuras ūdensizspaids bija 5200 tonnas, garums 100 metri un dziļums 400 metri, kas ir revolucionārs solis titāna sakausējuma pielietošanā liela mēroga jūras konstrukcijās.

No 1974. līdz 1981. gadam bijušajā Padomju Savienībā tika uzbūvēta virkne ar titāna apvalku darbināmu zemūdeņu sēriju (Alfa klase NATO), ūdensizspaids 2300 tonnas, garums 80 metri, dziļums 600 metri, no kuriem katrai zemūdenei bija titāna sakausējuma deva. no 2,000 tonnām vairāk, kopā 7 būvētās, titāna sakausējuma devas, kas pārsniedz 14,000 tonnas.

1983. gadā bijusī Padomju Savienība uzbūvēja lielāko titāna apvalka kodolzemūdeni "Komsomolets (Komsomoļska)", kuras ūdensizspaids bija 5880 tonnas, iegremdētais tilpums 8500 tonnas, garums 117,5 metri, maksimālais dziļums 1200 metri. , un titāna sakausējuma izmantošana sasniedza 4,{10}} tonnas. Diemžēl zemūdene nogrima 1989. gada aprīlī ugunsgrēka dēļ.

No 1983. līdz 1992. gadam Padomju Savienība (Krievija) uzbūvēja vēl četras "Sierra" sērijas titāna sakausējuma spiedienizturīga korpusa daudzfunkcionālas uzbrukuma kodolzemūdenes ar 7200 tonnu tilpumu (945. tips) un 7600 tonnu (945A. tips). virsma, un 8100 tonnas (945. tips) un 9100 tonnas (945A tips) iegremdētajā pusē. 9100 tonnas (945A), garums 110 metri, maksimālais dziļums 750 metri, izmantoto titāna sakausējumu skaits nav zināms. Pēc Padomju Savienības sabrukuma ekonomisko ierobežojumu dēļ Sierra klases zemūdenes tika pārtrauktas. Avoti vēsta, ka Krievija atsāka Sera klases kodolzemūdeņu apkopi un sāka tās nodot atkārtoti 2017. gadā.

No 1982. līdz 2000. gadam bijušajā Padomju Savienībā (Krievija) ir uzbūvētas 15 Akula klases ballistisko kodolraķešu zemūdenes, kuru iegremdētā ūdens tilpums ir 12 800 tonnas, garums 110 metri un maksimālais dziļums 600 metri, kas šobrīd ir galvenais. Krievijas flotes zemūdene.

No 1986. gada līdz 2 un 48,000 tonnas, garums attiecīgi 155 metri un 171 metrs, dziļums 500 metri un 171 metrs. metri, dziļums 500 metri un 400 metri, no kuriem Typhoon klase bijušajai Padomju Savienībai (Krievija), lielākās ballistisko raķešu kodolzemūdenes, titāna sakausējuma materiāla daudzums katram kuģim sasniedzis satriecošus 9000 tonnu vairāk nekā Ķīnas pašreizējā titāna apstrādes materiālu ražošanas gada produkcija ir aptuveni 20%.

Līdz ar bijušās Padomju Savienības sabrukumu, Krievija izmantoja titāna sakausējumu kā spiedienizturīgu apvalku ar kodolzemūdenēm ražotu zemūdeņu ražošanai ilgu laiku tika apturēta vai saskaņā ar sākotnējo plānu netika pabeigta būvniecības pabeigšana. , taču, pakāpeniski atveseļojoties Krievijas ekonomikai un politiskajām vajadzībām, Krievija aptuveni 2000. gadā no jauna atvēra kodolzemūdenes ražošanas un atjaunošanas projekta titāna sakausējuma spiedienizturīgo korpusu.

Yasen klases kodolenerģijas uzbrukuma zemūdene tika uzbūvēta un nolaista 2010. gadā pēc piegādes aizkavēšanās finansējuma problēmu dēļ kopš būvniecības sākuma 1993. gadā. Zemūdene izmanto arī titāna dubultkorpusa konstrukciju, iegremdētā ūdensizspaids 13 800 tonnas, garums 120 metri, 600 metru dziļumā, plāno būvēt 12. 2010. gada piegāde Jūras spēkiem, ar koda nosaukumu AS{11}}klases daudzfunkcionāla kodolzemūdene ir pašlaik izcilākā kodolzemūdeņu veiktspēja, ņemot vērā iegremdēto 2, 000 tonnas, garums 71 metrs, platums 8 metri, iegremdētais maksimālais ātrums 45 mezgli (apmēram 90%), iegremdētās zemūdenes maksimālais ātrums. Maksimālais iegremdēšanas ātrums sasniedz 45 mezglus (apmēram 90 km/h), un maksimālais dziļums var sasniegt 6000 metrus. Zemūdene joprojām izmanto dubultkorpusa struktūru, ko parasti izmanto Krievijas zemūdenēs, taču, lai sasniegtu paredzēto niršanas dziļumu, ārējais korpuss joprojām ir titāna sakausējuma korpuss, savukārt iekšējais korpuss ir izgatavots no sešiem milzīgiem titāna sakausējuma sfēriskiem apvalkiem, kas savienoti, lai izturētu. milzīgais dziļūdens spiediens.

Bijusī Padomju Savienība (Krievija) ar titāna sakausējuma materiālu tehnoloģiju un tehnoloģiju sistēmas pielietojumu ir izveidojusi perfektu zemūdenes spiedienizturīgu apvalku, taču par to arī maksājusi augstu cenu, piemēram, no 1960. līdz 1970. gadam bijušās Padomju Savienības zinātnieki iztērēja. 10 gadi, lai atrisinātu titāna sakausējuma metināšanas tehnoloģiju problēmu. Pašlaik galvenie titāna sakausējumi, ko izmanto Krievijas zemūdeņu spiedienizturīgajos korpusos, ir divu veidu titāna sakausējumi: Ti-4A1-2V (ПТ-3B) un Ti{{ 8}}A1-2.5Zr (ПТ-7М). Titāna sakausējumi, ko izmanto 210-klases daudzfunkcionālo uzbrukuma zemūdeņu ārējos spiedienizturīgos korpusos un to iekšējos sešos spiedienizturīgos sfēriskajos korpusos, ir jaunizstrādāti augstas veiktspējas titāna sakausējumi, kuru īpašās kategorijas un ķīmiskais sastāvs ir nezinams.