Anwendung von Titan in Marineausrüstung

Titan ist das vielversprechendste Metallmaterial für Schiffsausrüstung.Es ist weit verbreitet in Überwasserschiffen, Unterwasser-U-Booten, tiefen Tauchbooten, Unterwasserwaffen, Kommunikationsgeräten und anderen Bereichen auf der ganzen Welt. Im Atom-U-Boot bestehen Kondensator, Wärmetauscher, Sonarabdeckung, Seerohrleitungssystem und Faltenbalg aus Titan. Titan wird auch häufig in Druckgehäusen, Dieselmotor-Abgassystemen, Sonarabdeckungen, Seerohrleitungen, Bälgen, Pumpen und Ventilen herkömmlicher U-Boote (636, k877 usw.) verwendet. Es ist durch die globalen Gewässer der Arktis, der Antarktis, des Äquators, des Pazifiks, des Indischen Ozeans und des Atlantiks gesegelt und hat die Probleme der zulässigen Belastung und der Auswahl des Sicherheitsfaktors gelöst. Titan wird auch in den Wasserstrahlantriebsvorrichtungen verschiedener U-Boote in den Vereinigten Staaten und Japan verwendet, wodurch die nachteilige Wirkung eines großen induzierten Stroms, der durch das Unterbrechen der magnetischen Kraftlinie der Erde beim Segeln mit Kupferlegierung verursacht wird, effektiv überwunden wird.

2.1 Druckkörper von U-Booten und Tieftauchbooten

Wenn die U-Boot-Struktur befestigt ist, ist die endgültige Eintauchtiefe des U-Boots direkt proportional zum Produkt aus der Streckgrenze des Schalenmaterials und der Schalendicke. Eine Erhöhung der Tauchtiefe durch Verdickung des Druckmantels verringert die Nutzlast des U-Bootes. Bei Beibehaltung der Nutzlast wird das U-Boot soweit vergrößert, dass es in der Praxis nicht mehr eingesetzt werden kann. Daher müssen Materialien mit höherer spezifischer Festigkeit in Betracht gezogen werden. Unter mehreren Materialien, die derzeit für U-Boot-Schalen verfügbar sind, hat die Titanlegierung die beste Leistung (siehe Tabelle 1 für einen spezifischen Vergleich). Tabelle 1 zeigt, dass Titanlegierungen als druckfestes Schalenmaterial für U-Boote und Tieftauchboote sehr vorteilhaft sind.

Eigenschaften mehrerer Druckschalenmaterialien für tiefe U-Boote

Beispiele für die Anwendung von Titan im Druckmantel von U-Booten und tiefen U-Booten

2.2 Propeller, Propellerwelle und Wasserstrahlantrieb

Gegossene Titanlegierungen haben eine hohe spezifische Festigkeit, eine hohe Korrosionsermüdungsbeständigkeit und eine gute Kavitationsbeständigkeit (siehe Tabelle 3). Es ist ein ideales Propellermaterial, insbesondere Superkavitations-Propellermaterial. Propeller aus Titanlegierung haben die Vorteile von geringem Gewicht, hoher Antriebseffizienz und langer Lebensdauer.

Mechanische Eigenschaften von Propellermaterialien

2.3 Wärmetauscher und Kondensatoren

Titan hat eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber sauberem, verschmutztem und sandhaltigem statischem und dynamischem Wasser. Eine hohe Kühlwassergeschwindigkeit und ein dünnwandiges Kondensatorrohr können die Wärmeübertragungskapazität verbessern und das Gewicht des Kondensators reduzieren. Die Haftung des Titanrohrs ist gering, und die Flüssigkeit kondensiert in Perlenform auf der Oberfläche des Titans. Die Kondensationsrate von Titan ist um mehr als 29,3 Prozent höher als die von Kupfer; Die Kondensationsrate ist 35 Prozent höher als bei Edelstahl 304; Die Kondensationsrate ist um mehr als 17,5 Prozent höher als bei Edelstahl 316, was auch der Wärmeübertragung zugute kommt. Der Reinheitskoeffizient von Titanrohren ist höher als der von Kupferlegierungsrohren. Die obigen Faktoren machen die Wärmeleitfähigkeit von Titan niedriger als die von B30-Kupferlegierung, aber die Wärmeübertragungseffizienz ist gleich oder etwas höher als die von B30. Gleichzeitig ist die Vibrationsisolationszulage des Titanrohrs auch höher als die des B30-Rohrs.