Titanyumun Deniz Ekipmanlarında Uygulanması
Titanyum, deniz ekipmanları için en umut verici metal malzemedir.Tüm dünyada yüzey gemileri, sualtı denizaltıları, derin dalgıçlar, sualtı silahları, iletişim ekipmanları ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Nükleer denizaltıda, kondenser, ısı eşanjörü, sonar örtüsü, deniz boru hattı sistemi ve körükler titanyumdan yapılmıştır. Titanyum ayrıca basınç kabuğunda, dizel motor gazı egzoz sisteminde, sonar örtüsünde, deniz boru hattı sisteminde, körüklerde, pompalarda ve geleneksel denizaltıların valflerinde (636, k877, vb.) Kuzey Kutbu, Antarktika, ekvator, Pasifik, Hint Okyanusu ve Atlantik Okyanusu'nun küresel sularında yelken açtı ve tasarıma izin verilen stres ve güvenlik faktörü seçimi sorunlarını çözdü. Titanyum ayrıca, Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya'daki çeşitli denizaltıların su jeti tahrik cihazlarında da kullanılır; bu, bakır alaşımı ile yelken açarken dünyanın manyetik kuvvet hattının kesilmesinden kaynaklanan büyük kaynaklı akımın olumsuz etkisinin etkili bir şekilde üstesinden gelir.
2.1 Denizaltıların ve derin dalgıçların basınçlı kabukları
Denizaltı yapısı sabitlendiğinde, denizaltının nihai batırma derinliği, kabuk malzemesinin akma dayanımı ve kabuk kalınlığının ürünü ile doğru orantılıdır. Basınç kabuğunu kalınlaştırarak dalış derinliğini arttırmak, denizaltının etkili yükünü azaltacaktır. Etkin yük korunursa, denizaltının boyutu pratikte kullanılamayacak ölçüde artırılacaktır. Bu nedenle, daha yüksek özgül mukavemete sahip malzemeler dikkate alınmalıdır. Şu anda denizaltı kabuğu için mevcut olan birkaç malzeme arasında, titanyum alaşımı en iyi performansa sahiptir (özel karşılaştırma için Tablo 1'e bakınız). Tablo 1, titanyum alaşımının denizaltılar ve derin dalgıçlar için basınca dayanıklı kabuk malzemesi olarak çok avantajlı olduğunu göstermektedir.
Çeşitli Derin Denizaltı Basınçlı Kabuk Malzemelerinin Özellikleri
Özellikler | Titanyum alaşımı | Yüksek dayanımlı çelik | Alüminyum alaşımı | ||
Ti6Al4V düşük oksij | Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo | NS-90 Serisi | 10Ni-9Co | 7079-T6 · | |
yoğunluk | 4.42 | 4.49 | 7.85 | 7.85 | 2.8 |
Elastik Modül(kg/mm3) | 11500 | 12000 | 21000 | 21000 | 7280 |
Akma dayanımı (kg / mm2) | 84 | 70 | 90 | 120 | 42 |
Özgül mukavemet | 19 | 15.6 | 11.5 | 15.3 | 15.0 |
Spesifik sertlikler | 2.600 | 2.67 | 2.675 | 2.675 | 2600 |
sertlik indeksi | 5.09 | 5.10 | 3.52 | 3.52 | 6.86 |
Titanyumun denizaltıların ve derin denizaltıların basınç kabuğuna uygulanmasına örnekler
| ülke | Denizaltı veya Derin Dalgıç Adı | Basınçlı kabuk malzemesi |
Amerika Birleşik Devletleri | 6100m derinlikte deniz uçurumu derin denizaltı | Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo |
| Japonya | 6000m derinlikte Derin Deniz Seferi | Ti-6Al-4V |
Fransa | 6000m derinlikte SM97 derin denizaltı | Ti-6Al-4V |
eski Sovyetler Birliği | "Alfa" Tam Titanyum Denizaltı | Ti-6Al-4V düşük oksige |
eski Sovyetler Birliği | "Typhoon" titanyum nükleer denizaltı | Ti-6Al-4V düşük oksige |
Rusya | 988 model çok amaçlı nükleer denizaltı | Ti-6Al-4V düşük oksige |
2.2 Pervane, pervane mili ve su jeti tahriki
Dökme titanyum alaşımı yüksek özgül mukavemete, yüksek korozyon yorulma direncine ve iyi kavitasyon direncine sahiptir (bkz. Tablo 3). İdeal bir pervane malzemesi, özellikle süper kavitasyon pervane malzemesidir. Titanyum alaşımlı pervane hafiflik, yüksek tahrik verimliliği ve uzun servis ömrü avantajlarına sahiptir.
Pervane malzemelerinin mekanik özellikleri
| madde | Çekme dayanımı (kg/mm2) | Akma dayanımı (kg/mm2) | Uzama (%) | Korozyon yorulma mukavemeti (kg / mm2) | |
Bakır alaşımı | Manganez-demir pirinç 55-3-1 | 47 | 17 | 20 | 8.5 |
Alüminyum-nickle-demir bronz 9-4-4 | 60 | 22 | 16 | 18 | |
| titanyum alaşımı | Ti-6Al-4V | 96 | 83 | 11 | 35 |
2.3 Isı Eşanjörleri ve Kondenserleri
Titanyum, statik ve dinamik su içeren temiz, kirli ve kuma karşı mükemmel korozyon direncine sahiptir. Yüksek soğutma suyu hızı ve ince duvarlı kondenser borusu, ısı transfer kapasitesini artırmak ve kondenserin ağırlığını azaltmak için izin verilir. Titanyum tüpün yapışması küçüktür ve sıvı titanyum yüzeyinde boncuk şeklinde yoğunlaşır. Titanyumun yoğuşma oranı, bakırınkinden %29,3'ten daha yüksektir; Yoğuşma oranı, 304 paslanmaz çelikten% 35 daha yüksektir; Yoğuşma oranı, ısı transferi için de faydalı olan 316 paslanmaz çelikten% 17,5 daha yüksektir. Titanyum borunun temizlik katsayısı bakır alaşımlı borudan daha yüksektir. Yukarıdaki faktörler, titanyumun termal iletkenliğini B30 bakır alaşımınınkinden daha düşük hale getirir, ancak ısı transfer verimliliği B30'unkine eşit veya biraz daha yüksektir. Aynı zamanda, titanyum tüpün titreşim izolasyon ödeneği de B30 tüpünden daha yüksektir.
