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鈦與船舶艦艇

[ 信息發布:本站 | 發布時間:2021-09-24 | 瀏覽:24288 ]

船舶是民用的,艦艇是軍用(yòng)的(de),在戰(zhàn)時船舶也(yě)常常被(bèi)征用,運輸軍需物資。舶是大船,又特指航行於海上的船;艇指比較輕便的舟,如汽艇與救生艇,也指小(xiǎo)型軍用船隻與潛行於水(shuǐ)下的軍用船隻;艦是大型戰船,排水量一般大於500t。鈦及鈦合金有優異的抗海水與海洋氣氛腐蝕的(de)性能,是製(zhì)造船舶艦艇零部(bù)件與海洋設施結構件最合適的材料:螺旋槳推進器(qì)、潛艇鞭式天線與(yǔ)殼體、海水管道、冷凝器(qì)和熱交換器、聲學係統、消(xiāo)防設備等,都是(shì)鈦及鈦合金的(de)天下。應用的合金主要有(yǒu):工業純鈦、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4VELI、Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo、Ti-3Al-2.5V等,此外,Ti-Ni形狀記憶合(hé)金在潛艇中也獲得應用,用於(yú)製(zhì)造焊接管接頭。

揭秘鈦合金在艦船上的應(yīng)用

鈦合金潛水艇

蘇聯在用鈦合金製造潛水艇與核潛艇領域居世界領先水平,也是首個用鈦合(hé)金製造深(shēn)海耐壓鈦合金殼體的國(guó)家,最多年份裏鈦合金厚板厚壁管材用量(liàng)近1萬t,占鈦(tài)合金當年產量的1/3-1/2。鈦(tài)合金具備製造殼體(tǐ)的各種性(xìng)能:高(gāo)的強度性能、優秀的抗疲勞性能、無磁(cí)性、能抗住(zhù)深水炸彈爆炸(zhà)衝擊波,鈦合金有良好的(de)導熱性,是製造潛水艇(tǐng)熱交換器的良好材料。蘇聯於1991年解體後,俄(é)羅斯繼續引領(lǐng)著(zhe)鈦工業向前發展。鈦合金板帶材在聖彼得堡(蘇聯時期稱列寧格(gé)勒)軋製,而鑄錠在上薩(sà)爾達冶金聯合公(gōng)司鑄造。

蘇(sū)聯從20世(shì)紀(jì)60年代開(kāi)始研究鈦(tài)合金在艦艇中應用(yòng),1968年(nián)12月第一艘K162號全鈦核潛(qián)艇(tǐng)下水,1970年(nián)建造了首艘ALFA級核潛艇,據稱到1988年已建造6艘,每艘鈦材用量約3kt,它的一些技術參數(shù)見表1。

20世紀(jì)80年代,蘇聯(lián)又製造了6艘“台風”級彈道導彈核潛(qián)艇,首艘1980年建造,1984年服役,每艘鈦材用(yòng)量(liàng)9kt,水下排水量33.8kt,水下航速約27kn,這是世界上最大的潛(qián)艇,雙殼(ké)體結構,非耐壓殼(ké)體由高強低磁鋼製造(zào),耐壓殼體則是用鈦合金打造的。美國1980年服(fú)役的“俄亥俄”級(jí)核導彈潛艇是全鈦的,水下航速20kn。

原(yuán)子動力船

蘇聯時期的原子動力(核電)船(chuán)早先的蒸(zhēng)汽(qì)機、熱交換器、冷凝器等(děng)是用不鏽(xiù)鋼製的,經(jīng)常出毛病,常見滲漏與被腐蝕、事故不斷,後來改用鈦合金製造。這些毛病(bìng)通通(tōng)沒有了,發動機使用期限延長了二(èr)三十倍。蘇聯鈦合金原子能破冰船(chuán)的(de)使用(yòng)情(qíng)況見表2。

日本的鈦合(hé)金漁船

1973年,日本鋼鐵公司、東邦(bāng)鈦業公司和江藤造船公司聯合打造的首條全鈦漁(yú)船長12.5m、寬2.8m,總質量4.6t,船殼采用2.5mm厚的鈦合金板焊接。全鈦漁船質量輕、抗腐蝕、不需要表麵處(chù)理、附著海(hǎi)洋生(shēng)物易清理,維護工作量少。至今日本的鈦合金漁船已有(yǒu)20多艘。

鈦合金(jīn)潛水艇

艦船用的其他主要鈦合金裝備(bèi)

聲納導流罩。早期艦船用的(de)聲納導(dǎo)流罩多用玻璃鋼與(yǔ)不鏽鋼製造(zào),鈦合金麵世後,逐(zhú)漸改用鈦合金製造(zào),多年的使用情況證明,鈦合金的綜合(hé)性能優於其它兩種材料的。

螺旋槳。螺旋槳是(shì)船舶艦艇一個非常重要的裝備,工作條件與環境極為嚴峻,製造材料必須具(jù)備:強度性能高、在海水中抗疲勞性能強(qiáng)、耐衝刷、抗空泡(pào)腐(fǔ)蝕、成形性良好,對高速艇用的(de)材料(liào)有更高的要求(qiú)。實踐(jiàn)證明,鈦合金在當今的螺旋槳材料中具有最(zuì)佳的綜合性能,自鈦合金大體成熟以後,各國都先後(hòu)規(guī)模(mó)不等地采(cǎi)用鈦(tài)合金製造螺旋槳。中國從上世紀70年代初開始,用鈦(tài)合金製造螺旋槳,1972年(nián)就製出水翼(yì)快艇螺旋槳,據不完全的統計,至2020年已生產近萬隻直徑450mm-1200mm螺旋槳。直徑1200mm固定鈦合金螺旋槳(jiǎng)質量(liàng)約130kg。長期使用證明(míng),鈦合金螺旋槳的使用期限比(bǐ)銅合(hé)金的(de)長5倍以上。

泵、閥及管道(dào)。船舶艦艇的泵、閥(fá)、管道係統等的工作條件極為惡劣,銅、不鏽鋼管(guǎn)路的使用壽命隻(zhī)有(yǒu)2年-5年(nián),使用(yòng)鈦及鈦合金管(guǎn)路後壽命成倍延長。按蘇聯及俄羅斯的有關規定,管路壽命應達到(dào)三(sān)個年限:首先,應達到第一次進船塢維修期限(xiàn)即八(bā)九年;其次,服役期限應不短於15年;總壽命(可靠運行(háng)期限)應不短(duǎn)於25年-30年。



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