L'aplicació del titani en l'àmbit dels vaixells

El titani i els aliatges de titani s'utilitzen àmpliament en molts camps a causa de les seves excel·lents propietats. S'utilitzen en equips marins com ara submarins nuclears, submergibles-mars profunds, trencaglaços-nuclears, hidroalas, aerodeslizadors i dragamines, així com hèlixs, antenes de fuet, canonades d'aigua de mar, condensadors, intercanviadors de calor, dispositius acústics i equips de lluita contra incendis{3}}.

Els bucs de pressió de titani tenen un paper crucial en els-submergibles de fons. Tant els fabricants nacionals com internacionals han aplicat la tecnologia del casc de pressió de titani en diferents graus. Per exemple, el submergible Sea Cliff dels Estats Units està equipat amb un mòdul d'observació i control de titani, que li permet submergir-se a una profunditat de 6100 metres. el meu país també ha aconseguit èxits importants en la tecnologia submergible-de fons, amb el seu submergible Jiaolong dissenyat de manera independent que arriba a profunditats superiors als 5.000 metres.

En el camp dels grans submarins, Rússia és l'únic país que utilitza àmpliament materials de titani. Els seus sis submarins nuclears de la classe Typhoon-utilitzen principalment diversos aliatges de titani, com ara titani pur industrial, Ti64, Ti64ELI, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo, Ti-3Al-2,5V, IIT-3B i IIT-7M.

1. Submarí nuclear
Rússia és líder en el camp dels submarins nuclears d'aliatge de titani, pioner en l'ús d'aliatges de titani per construir cascs a pressió. De les seves quatre generacions de submarins nuclears des de la dècada de 1960, el K162, un submarí totalment-de titani llançat el 1968, va funcionar durant més de 30 anys sense incidents. El submarí nuclear de classe ALFA-, construït l'any 1970, té una profunditat màxima de busseig de 914 metres i una excel·lent maniobrabilitat. El submarí nuclear de la classe Typhoon-utilitza una estructura de doble-casc de titani, que utilitza 9.000 tones de titani, i té avantatges com ara propietats no-magnètiques, profunditat de busseig profunda i alta velocitat, amb una profunditat màxima de busseig de 500 metres i un període continu submergit.

2. Vaixell de titani complet‌
El 1985, el Japó va construir la llanxa ràpida de titani "Marishiten II"-que es va vendre bé als Estats Units. L'any 1997 es va llançar el vaixell "Titan Express", amb corbes de casc optimitzades per reduir la resistència a la navegació. Eto Shipbuilding va construir el "Segon Asahi Maru" i el "Sho Maru" el 1998-1999, que eren lleugers, ràpids i eficients en combustible, però costosos i difícils de fabricar.

3. Submergibles-de fons, vaixells de rescat i components de vaixells
Els Estats Units, el Japó i França utilitzen aliatges de titani per fabricar els bucs a pressió dels submergibles-de fons. L'aliatge Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo s'utilitza per als cascos de l'American Aivin i Sea-Clifi; L'aliatge Ti-6Al-4V ELI s'utilitza per als cascs i les boles de flotabilitat del francès SM97, el japonès "Shinkai 2000" i el vehicle de rescat americà de mar profund (DSRV).

4. Jiaolong submergible
El submergible tripulat Jiaolong del meu país, dissenyat i integrat de manera independent, va completar la seva prova al mar a una profunditat de 3.759 metres el 2010 i va assolir una profunditat de 5.180 metres el 2011, cobrint el 70% del fons marí mundial. Amb una profunditat dissenyada de 7.000 metres i un rang operatiu que cobreix el 99,8% de l'àrea oceànica, demostra la força tecnològica integral del país i promou la investigació marina.

5. Carenat de sonar
Els carenats de sonar d'aliatge de titani ofereixen un rendiment superior i s'utilitzen en els sistemes de sonar de vaixells com el "Kursk" rus. Els materials acústics utilitzats per a les carcassas del carenat del sonar dels vaixells en servei amb la Marina xinesa són principalment acer inoxidable i fibra de vidre-reforçada. Durant el període del novè-Pla quinquennal, el meu país va dur a terme investigacions sobre l'aplicació d'aliatges de titani en carenats de sonar de vaixells.

6. Hèlix
Les hèlixs d'aliatge de titani es caracteritzen per una gran resistència, resistència a l'erosió de l'aigua de mar i a la corrosió per cavitació i poden complir els requisits de rendiment complets. La Marina dels EUA va ser la primera a utilitzar hèlixs d'aliatge de titani supercavitants en hidroplans. el meu país va desenvolupar les seves pròpies hèlixs de hidroala l'any 1972 i des d'aleshores ha produït hèlixs d'aliatge de titani amb diàmetres que oscil·len entre 450 i 1200 mm, amb una vida útil de més de cinc vegades la dels aliatges de coure.

7. Bombes de vaixells, vàlvules i sistemes de canonades
Les bombes, les vàlvules i els sistemes de canonades de vaixells funcionen en condicions dures; Les canonades de coure o d'acer inoxidable tenen una vida útil de només 2-5 anys, mentre que les canonades d'aliatge de titani tenen un millor rendiment. Les regulacions russes estipulen que les canonades de bord s'han de sotmetre al primer manteniment cada 8-9 anys, tenir una vida útil d'almenys 15 anys i funcionar de manera fiable durant 25-30 anys durant tota la seva vida útil.

8. Vaixell-atòmic
Rússia ha substituït l'acer inoxidable per aliatges de titani en la fabricació de màquines de vapor i intercanviadors de calor, superant els problemes de corrosió. Els trencagels actuals-atòmics utilitzen àmpliament màquines de vapor de titani, la qual cosa allarga la seva vida útil dotzenes de vegades.

Taula 2-27 Ús de màquines de vapor de titani als trencaglaços russos amb motor atòmic