Titaanmaterjalid meretehnikas

Titaanil ja titaanisulamitel on väga kasulik kõikehõlmav jõudlus, mereväe varustuse tehnilise ja taktikalise jõudluse parandamiseks, mereressursside arendamise varustuse taseme tõstmiseks on suur tähtsus, seetõttu on lääne arenenud riigid alates 1980. aastatest hakanud kasutama titaanmaterjale. asendada CuNi sulamid, roostevaba teras ja niklisulamid oma tavapärastes allveelaevades, tuumaallveelaevades, lennukikandjates, pealveelaevades ning sügavates allveelaevades ja muudes seadmetes. Elektrisüsteemide (aurugeneraatorid ja sõukruvid jne) tootmine meretorustike, soojusvahetite, rõhukindlate kestade, sonarisüsteemide, suitsutorude, tuletõrjesüsteemide, pumpade ja ventiilide, sidesüsteemide ja muude seadmete ja komponentide kaudu, mis pikendab oluliselt seadmete kasutusiga, vähendab hoolduskulusid, parandab ohutust, kandevõimet ja manööverdusvõimet jne. Tabelis 1 on toodud USA laevadel kasutatavate titaanisulamite tüüpilised komponendid. Lisaks on avamere naftapuurimisseadmetes hakatud laialdasemalt kasutama titaanisulamit, et parandada puurimisseadmete ohutust ja töökindlust, vähendada süsteemi kaalu ning kasutus- ja hoolduskulusid ning saavutatud väga häid tulemusi.

See artikkel keskendub titaanisulami kasutamisele kodu- ja välismaal laevaehitusseadmetes, sealhulgas laevadel, avamereenergia arendamises, merevee magestamises ning ranniku- ja merehoonetes ning muudes praeguse olukorra ja arengu aspektides.

Titaanmaterjalide kasutamine laevadel

(survekindel) kere

Titaanisulami kasutamine kerekonstruktsiooni materjalina hõlmab peamiselt kolme aspekti: allveelaeva survekindel kest, sügava allveelaeva survekindel kest ja pealveelaeva kest.

Survekindlad kered allveelaevadele

Titaaniga allveelaeva survekindlas kestas kõndis endine Nõukogude Liit maailma esirinnas, avas titaanisulamist materjalide kasutamise pretsedendi allveelaeva survekindla kestana.

1968. aastal ehitas endine Nõukogude Liit (Venemaa) maailma esimese titaanisulamist mitmeotstarbelise tuumaallveelaeva (Papa), mille veeväljasurve oli 5200 tonni, pikkus 100 meetrit ja sügavus 400 meetrit, mis on revolutsiooniline samm titaanisulami kasutamisel suuremahulistes merestruktuurides.

Aastatel 1974–1981 ehitas endine Nõukogude Liit terve titaankoorega tuumaallveelaevu (NATO klass Alfa), veeväljasurve 2300 tonni, pikkus 80 meetrit, sügavus 600 meetrit, millest iga allveelaeva titaanisulami annus. 2,000 tonni rohkem, kokku 7 ehitatud, titaanisulamist annus üle 14,000 tonni.

1983. aastal ehitas endine Nõukogude Liit suurima titaankoorega tuumaallveelaeva "Komsomolets (Komsomolsk)", mille veeväljasurve oli 5880 tonni, veeväljasurve 8500 tonni, pikkus 117,5 meetrit, maksimaalne sügavus 1200 meetrit. , ja titaanisulami kasutamine ulatus 4,000 tonnini. Kahjuks uppus allveelaev 1989. aasta aprillis tulekahju tõttu.

Aastatel 1983–1992 ehitas Nõukogude Liit (Venemaa) veel neli "Sierra" seeriat titaanisulamist survekindla kerega mitmeotstarbelist tuumajõul töötavat ründeallveelaeva, veeväljasurvega 7200 tonni (tüüp 945) ja 7600 tonni (tüüp 945A) pinnal ning 8100 tonni (tüüp 945) ja 9100 tonni (tüüp 945A) veealusel küljel. 9100 tonni (945A), pikkus 110 meetrit, maksimaalne sügavus 750 meetrit, kasutatud titaanisulamite arv pole teada. Pärast Nõukogude Liidu kokkuvarisemist sundisid majanduslikud piirangud Sierra klassi allveelaevad kasutusest loobuma. Allikad ütlevad, et Venemaa alustas Sera-klassi tuumaallveelaevade hooldust uuesti ja alustas nende taaskasutuselevõtmist 2017. aastal.

Aastatel 1982–2000 on endine Nõukogude Liit (Venemaa) ehitanud 15 Akula-klassi ballistiliste tuumarakettide allveelaeva, mille veeväljasurve on 12 800 tonni, pikkus 110 meetrit ja maksimaalne sügavus 600 meetrit, mis on praegu peamine. Vene mereväe allveelaev.

Aastatel 1986–2000 ehitas endine Nõukogude Liit (Venemaa) ka vastavalt 14 "Oscar"- ja 6 "Typhoon-klassi" tuumaallveelaeva, mille veeväljasurve oli üle 19,000 tonni ja 48,000 tonni, pikkus vastavalt 155 meetrit ja 171 meetrit, sügavus 500 meetrit ja 171 meetrit. meetrit, sügavus 500 meetrit ja 400 meetrit, millest Typhoon klass endise Nõukogude Liidu (Venemaa) jaoks, suurimad ballistiliste rakettide tuumaallveelaevad, titaanisulamist materjali kogus iga laeva kohta on jõudnud hämmastava 9000 tonnini. kui Hiina praegune titaani töötlemise materjali aastane toodang on umbes 20%.

Endise Nõukogude Liidu lagunemisega kasutas Venemaa tuumaallveelaevade tootmisel titaanisulamit survekindla kestana pika aja jooksul ootele pandud või esialgse plaani kohaselt ehituse lõpetamist. , kuid Venemaa majanduse ja poliitiliste vajaduste järkjärgulise taastumisega avas Venemaa umbes 2000. aastal uuesti tuumaallveelaevade tootmis- ja taastamisprojekti titaanisulamist survekindla kere.

Yaseni klassi tuumajõul töötav ründeallveelaev ehitati ja lasti vette 2010. aastal pärast 1993. aastal ehituse algusest peale tekkinud rahastamisprobleemide tõttu tarnimise hilinemist. Allveelaev kasutab ka titaanist topeltkerega konstruktsiooni, veeväljasurve 13 800 tonni, pikkus 120 meetrit. 600 meetri sügavusel, plaanitakse ehitada 12. 2010. aastal mereväele tarnimine, koodnimega AS{11}}klassi mitmeotstarbeline tuumaallveelaev on praegu kõige silmapaistvam jõudlus tuumaallveelaevade hulgast 2, 000 tonni, pikkus 71 meetrit, laius 8 meetrit, sukeldumise maksimaalne kiirus 45 sõlme (umbes 90%), veealuse allveelaeva maksimaalne kiirus. Maksimaalne sukeldumiskiirus ulatub 45 sõlmeni (umbes 90 km/h) ja maksimaalne sügavus võib ulatuda 6000 meetrini. Allveelaev kasutab endiselt Venemaa allveelaevadel tavaliselt kasutatavat topeltkerega konstruktsiooni, kuid kavandatud sukeldumissügavuse saavutamiseks on välimine kere siiski titaanisulamist kere, sisemine kere aga kuuest tohutust titaanisulamist sfäärilisest kestast, mis on ühendatud vastu pidama. tohutu süvamere surve.

Endine Nõukogude Liit (Venemaa) on moodustanud täiusliku allveelaeva survekindla kesta koos titaanisulamist materjalitehnoloogia ja tehnoloogiasüsteemi rakendamisega, kuid maksis selle eest ka kõrget hinda, näiteks kulutasid endise Nõukogude Liidu teadlased aastatel 1960–1970. 10 aastat titaanisulamite keevitustehnoloogia probleemi lahendamiseks. Praegu on Venemaa allveelaevade survekindlates keredes kasutatavad peamised titaanisulamid kahte tüüpi titaanisulamid: Ti-4A1-2V (ПТ-3B) ja Ti{{ 8}}A1-2.5Zr (ПТ-7М). Titaanisulamid, mida kasutatakse 210-klassi mitmeotstarbeliste ründeallveelaevade välistes survekindlates keredes ja nende sisemises kuues survekindlas sfäärilises keres, on äsja välja töötatud suure jõudlusega titaanisulamid, mille spetsiifilised klassid ja keemiline koostis on teadmata.