Bruk av titan og titanlegeringer i marineutstyr
Titan er det mest ideelle materialet i det marine miljøet. Bruken av titan kan i stor grad forbedre kampeffektiviteten til marineskip og utstyr, redusere vedlikeholdskostnader, forlenge levetiden og forbedre skjul. De russiske, amerikanske og kinesiske marinene har mye brukt titan i trykkskrog, sjøvannsrørledningssystemer, overbygninger og andre komponenter av nedsenkbare fartøyer, undervanns ubåter, overflateskip, skip og annet utstyr.
1. Trykkskrog
Titankvalitetene som brukes til bemannede sfærer av dypvannsfartøyer i inn- og utland er hovedsakelig Ti-6Al-4V og Ti-6Al-4VELI (tilsvarende innenlandskvaliteter TC4 og TC4ELI). Mange bemannede sfærer av dypvannsfartøyer ble laget av stål i det tidlige stadiet, men titan ble brukt i stedet i det senere stadiet, noe som kan redusere vekten, øke dykkedybden og forbedre levetiden. For eksempel: ① Den amerikanske Alvin-senkbåten ble bygget i 1964 med HYl00 høyfast stål (platetykkelse 33,8 mm) med en dykkedybde på 2000 m. Da det ble ombygd i 1973, ble trykkskroget erstattet med titanlegering (platetykkelse 49 mm), og dykkedybden økte til 3600 m. Dens hjelpeboks og høytrykksgassgenerator brukte også Ti-6Al-4VELI; ② Japans "Deepsea 2000" bemannede sfæriske skall var laget av stål, og titan ble brukt til å forberede det bemannede sfæriske skallet da "Deepsea 6500" ble bygget for å øke dykkedybden.
Når det gjelder bruken av undersjøiske trykkskrog, var Russland den første som brukte titan. Det er for tiden landet med den mest avanserte og modne teknologien i verden for å bruke titan til å produsere trykkskrog. Den eneste titankvaliteten som brukes i produksjonen av hel-titan kjernefysiske ubåter er IIT-3B titanlegering (tilsvarer den innenlandske kvaliteten TA17). De siste årene har Kina også foretrukket å bruke titanmaterialer når man bygger ubåter, og kvalitetene er hovedsakelig konsentrert i TA17, TC4, TC4ELI, TC11, rent titan, etc.
I tillegg bygger mange land for tiden dyphavsbemannede nedsenkbare fartøyer og dyphavs-heltitanvåpen og -utstyr. Den "Struggler"-bemannede undervannsbåten som ble bygget i Kina, utfordret den dypeste delen av verdenshavet – Marianergraven 10. november 2020, med en dybde på 10 909 m, og realiserte det kinesiske folks dyphavsdrøm. Det bemannede sfæriske skallmaterialet til den nedsenkbare båten er en høystyrke, skadetolerant titanlegering med høy seighet produsert av Baoti Co., Ltd.; Kina har begynt å bygge dyphavsutstyr av titan.
2. Sjøvannsledningssystem
Sjøvannsrørledningssystemet er komplekst og har mange diameterspesifikasjoner. Det kreves at de valgte materialene har egenskapene til sjøvannskorrosjonsbestandighet, høy styrke og god utmattingsytelse. Titan kan oppfylle alle disse kravene. Rør laget av titanlegering har betydelige fordeler i forhold til tradisjonelle materialer (karbonstål, rustfritt stål, kobberlegering).
(1) Forbedre levetiden, til samme levetid som selve skipet. Russland sammenlignet levetiden til rørledningssystemer laget av tradisjonelle materialer og titan. Resultatene viser at titan har samme levetid som skipet, trenger kun å investeres én gang, og krever kun enkelt vedlikehold under bruk; Levetiden til tradisjonelle materialer er omtrent 2 til 10 år, og må repareres regelmessig eller til og med erstattes i løpet av levetiden, spesielt under påvirkning av høyhastighets kjøremiljø, vil ulike ledd produsere lokal korrosjon. I følge applikasjonsdataene til US Navy-skip er levetiden til titanrør 40 år, og levetiden til rør av kobber-nikkellegering er bare 6 til 8 år.
Kina har utført verifikasjons- og vurderingstester på bruken av "titanium legering" for å erstatte "kobberlegering" for å produsere sjøvannsrørledningssystemer. Etter at de sømløse TA2 titanrørene, støtterørbeslagene og titanflensene levert av Baoti ble kjørt i nesten 3 år, ble rørledningene og støttematerialene demontert og inspisert, og ingen unormale forhold som sprekker, hull og korrosjon ble funnet.
(2) Reduser kostnadene. Selv om engangsinvesteringskostnaden for titanlegeringsdeler er høyere, kan engangsinvesteringen dekke hele levetiden, og bare enkelt vedlikehold er nødvendig under bruk, noe som i stor grad sparer reparasjons- og vedlikeholdskostnader. Kobber-nikkel-legeringsrørene som brukes i varmevekslerne til US Navy-skipene må skiftes ut ca. 97 km per år, mens Gr.2-rør av rene titan velges for de to viktigste sjøvannsrørsystemene til LPD17 amfibisk docktransportskip, med ca. 1,000 rør og en total lengde på mer enn 3350 m, noe som sparer opptil $17 millioner i kostnader over hele livssyklusen. Oppsummert kan bruk av titan i rørsystemer ikke bare redusere vekten, men også oppnå samme levetid som hoveddelen, samtidig som kostnadene reduseres. De siste årene har det blitt brukt i partier på mange typer maritimt utstyr som 022-båten i Kina.
3. Overbygg
For tiden er det også eksempler på titananvendelse i overbygningen til innenlandske skip, som Ti70 (TA23) for master, TA5 og TA7 stenger for radarantenner, og TA2 og TA5 plater for hangarskinn og rammekonstruksjoner. Den amerikanske marinen brukte også en stor mengde titan i det viktigste overbygningsområdet til LPD17 amfibisk docktransportskip, noe som reduserte massen med omtrent 50% og forbedret stabiliteten til skipet betydelig.
4. Søknad i andre felt
I tillegg til de ovennevnte trykkskrogene, rørsystemer og overbygg som bruker en stor mengde titan, er det andre deler av innenlandsk og utenlandsk marineutstyr som også bruker titan.
