Aplicação de titânio no campo naval

Titânio e ligas de titânio são amplamente utilizados em submarinos nucleares, submersíveis profundos, quebra-gelos atômicos, hidrofólios, hovercraft, caça-minas, hélices, antenas de chicote, tubulações de água do mar, condensadores, trocadores de calor, dispositivos acústicos e equipamentos de combate a incêndios superiores.

 

As conchas resistentes à pressão de titânio são usadas principalmente em submersíveis de águas profundas, e as conchas resistentes à pressão de titânio são usadas em vários graus no país e no exterior. Por exemplo, o submersível profundo "Sea Cliff" nos Estados Unidos está equipado com uma cabine de observação de titânio e uma cabine de controle, e a profundidade de mergulho pode chegar a 6.100 m. A China também obteve grandes conquistas na tecnologia submersível profunda. O submersível profundo "Jiaolong" projetado pelo meu país mergulhou a uma profundidade de mais de 5.000 m. mas em

 

A Rússia é a única que utiliza grande quantidade de titânio em grandes submarinos. Os seis submarinos nucleares "Typhoon" fabricados por ela incluem principalmenteBarra de titânio industrial, Ti64, Ti64ELI, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo, Ti-3Al-2.5V, IIT {{ 10}}B, IIT-7M, etc.

 

1. Submarino nuclear

 

A Rússia é líder internacional em pesquisa e tecnologia de fabricação de submarinos nucleares de liga de titânio e também é o primeiro país a usar liga de titânio para construir conchas resistentes à pressão. Durante o período de pico, a produção anual de placas grossas e tubos de liga de titânio para submarinos atingiu 10,000 toneladas, representando 30% a 50% da produção anual de materiais processados ​​de liga de titânio. Desde a década de 1960, a Rússia desenvolveu quatro gerações de submarinos nucleares. O primeiro submarino nuclear K162 totalmente em titânio do mundo foi lançado em dezembro de 1968. Ele está em operação há mais de 30 anos. Já esteve em vários oceanos e resistiu a diferentes cargas e ambientes. Nunca houve acidentes. A Rússia construiu o primeiro submarino nuclear da classe "ALFA" em 1970 e construiu mais seis nas décadas de 1970 e 1980, cada um com cerca de 3{14}} toneladas de titânio e uma profundidade máxima de mergulho de 914m. É leve, rápido e tem boa manobrabilidade. Um exemplo típico do uso de titânio em navios é o submarino nuclear russo da classe Typhoon, que possui uma concha feita de titânio metálico. Devido às necessidades militares, adota uma estrutura de casco duplo. O invólucro de camada dupla compartilha 9.000 t de titânio, tornando-o não magnético e de mergulho profundo. Tem as vantagens de velocidade rápida, baixo ruído e menos tempo de manutenção. O comprimento do barco é 172,8m, a largura máxima é 23,3m, a altura é 42,7m, o deslocamento da água é 232.001t, o deslocamento submerso é 33.800t, a velocidade submersa é 50km por hora, a profundidade submersa máxima é 500m, e o tempo submerso contínuo chega a 120 dias. O barco começou a ser construído em 1977 e entrou em serviço em 1981. Desempenha um papel fundamental na Marinha Russa.

 

2. Todo barco de titânio

 

Em 1985, as japonesas Toho Titanium Co., Ltd. e Fujishin Shipbuilding Co., Ltd. construíram em conjunto a lancha "Molizhitian II" toda em titânio, que foi muito popular nos Estados Unidos por um período de tempo. Em 1997, foi lançada a lancha "Titan Express" fabricada pela Nissun Industry Co., Ltd. O comprimento do navio é de cerca de 12m. O formato do casco é uma bela curva tridimensional, que pode minimizar a resistência à navegação. Em 1998 e 1999, a Eto Shipbuilding Co., Ltd. fabricou dois navios totalmente em titânio, o "Segundo Asahi Maru" e o "Shao Maru". As vantagens são peso leve, velocidade rápida, motor pequeno, baixo custo de combustível, baixas emissões de dióxido de carbono, nenhum revestimento de superfície é necessário e os acessórios são fáceis de limpar. As desvantagens são o alto custo do material, difícil tecnologia de processamento e fabricação e requisitos rígidos de proteção. Os resultados do teste do navio mostram que o desempenho do navio, como estabilidade de velocidade, vibração e ruído, é muito bom.

 

3. Submersíveis profundos, barcos de resgate e componentes de navios

 

Os Estados Unidos, o Japão e a França construíram sucessivamente submersíveis profundos, usando barras industriais de titânio e ligas de titânio para fabricar conchas resistentes à pressão. Entre eles, a liga Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo é usada para fabricar os cascos dos submersíveis americanos Aivin e Sea-Clifi; a liga Ti-6Al-4V ELI é usada para as bolas de flutuação do francês SM97 e do americano Aivin, o "Deep Sea 2000" do Japão, o casco do Deep Sea Rescue Vessel (DSRV) da Marinha dos EUA ), bolas de flutuação, etc.

 

4. Submersível "Jiaolong"

 

o primeiro submersível tripulado autoprojetado e autointegrado do meu país, "Jiaolong", é mostrado na Figura 2-1. Em julho de 2010, o teste de mar de 3.759 m foi concluído e, em 1º de agosto de 2011, o "Jiaolong" iniciou oficialmente este trabalho submarino a uma profundidade de 5.180 m. Esta profundidade de mergulho significa que o “Jiaolong” pode atingir mais de 70% do fundo marinho do mundo. A profundidade projetada de "Jiaolong" é de 7.000 m, a primeira do mundo, e espera-se que testes de mar sejam realizados no nível de 7.000 m em 2012. O escopo do trabalho cobre 99,8% da área oceânica global. o programa tripulado de mergulho profundo do meu país está actualmente a avançar de forma constante. Os submersíveis de águas profundas são o ápice do desenvolvimento da tecnologia marítima. Semelhantes aos projectos de voos espaciais tripulados, reflectem a força técnica abrangente de um país. Um grande número de resultados de pesquisa foi alcançado em geoquímica, geofísica e biologia marinha.

 

5. Cúpula sonar

 

A cúpula sonar de liga de titânio tem desempenho abrangente superior e tem sido usada nos sistemas sonares de navios russos como "Kursk", "Minsk" e "Kyiv". De acordo com os diferentes requisitos de aplicações subaquáticas e de superfície, existem basicamente dois tipos de materiais permeáveis ​​ao som para as placas selecionadas pela cúpula do sonar dos navios da Marinha chinesa em serviço atualmente, um é de aço inoxidável e o outro é de fibra. fibra de vidro reforçada. Durante o período do "Nono Plano Quinquenal", meu país realizou trabalhos de pesquisa sobre a aplicação de ligas de titânio na cúpula do sonar de navios.

 

6. Hélice

 

Os materiais da hélice requerem alta resistência, bom desempenho à fadiga em meio de água do mar e resistência à erosão e corrosão por cavitação. As ligas de titânio podem atender aos abrangentes requisitos de desempenho acima. A Marinha dos EUA usou pela primeira vez uma hélice de liga de titânio supercavitante removível de quatro folhas e 1.500 mm de diâmetro em barcos hidrodinâmicos. Nosso país desenvolveu hélices de hidrofólio para lanchas em 1972 e produziu várias hélices de liga de titânio com um diâmetro de 450 ~ 1100 mm. O diâmetro máximo pode ser de 1200mm e uma hélice fixa em liga de titânio com massa de 130kg. O uso a longo prazo mostra que a vida útil das hélices de liga de titânio é mais de 5 vezes maior que a das hélices de liga de cobre.

 

7. Bombas, válvulas e sistemas de tubulação marítima

 

As bombas, válvulas e tubulações do navio, devido às condições de trabalho muito adversas, as tubulações de cobre e aço inoxidável têm vida útil de apenas 2 a 5 anos. Após a substituição, a liga de titânio funciona bem e é adequada para tubos de água do mar dinâmicos de alto fluxo. O padrão de vida útil do oleoduto de navios da Rússia estipula três anos de requisitos, ou seja, o período para entrar pela primeira vez no cais para manutenção (8 a 9 anos); a vida útil não deve ser inferior a 15 anos; Operação confiável durante 25 a 30 anos.

 

8. Navio movido a energia atômica

 

A Rússia usou barras industriais de titânio em vez de aço inoxidável para fabricar motores a vapor, trocadores de calor e resfriadores de navios, superando os danos da corrosão. Os motores a vapor de titânio são amplamente utilizados nas usinas de energia dos quebra-gelos movidos a energia atômica existentes na Rússia.