Применение титана в судостроении

 

Широко используются титановые сплавы в морском судостроении. Исключительная стойкость титана и его сплавов при воздействии морской воды делает их незаменимыми материалами для обшивки судов, производства деталей насосов, трубопроводов и для других целей морского судостроения.

Главные свойства титана, которые открывают ему большие перспективы в морском судостроении, - это малая плотность, феноменальная коррозионная стойкость металла в морской воде, стойкость к эрозии и кавитации.

Малая плотность позволяет снижать массу корабля, что повышает его маневренность и дальность хода. Обшитые листами титана корпуса судов никогда не потребуют окраски, так как они десятилетиями не ржавеют и не разрушаются в морской воде. Эрозионная и навигационная стойкость позволят не бояться больших скоростей в морской воде: взвешенные в ней мириады песчинок не повредят титановым рулям, винтам, корпусу. Из титановых сплавов можно изготовлять валы, распорки, опоры, части якоря, выхлопные глушители подлодок. Глушители из титана значительно экономичнее, долговечнее, прочнее медно-никелевых. На подводных лодках титан используется для изготовления различных деталей палубной арматуры, антенн, приборов, рукояток, постоянно погруженных в морскую воду. Они способны служить вечно, не требуя покрасок и ремонтов. Из титана можно сделать и корпуса подводных лодок сверхглубокого погружения (до 6 км).

Кроме того, слабые магнитные свойства титана и его сплавов позволяют применять их для создания самых разнообразных навигационных приборов, устранять девиацию, т.е. влияние металлических частей корабля на навигационные приборы, уменьшать опасность подрыва на магнитных минах. Не исключена возможность создания из титановых сплавов так называемых немагнитных кораблей, крайне необходимых для геолого-геофизических исследований в открытых океанах.

Наибольшие перспективы в судостроении имеет применение титана в производстве конденсаторных труб, турбинных двигателей и паровых котлов. Увеличение размеров кораблей требует резкого повышения мощности двигателей и размеров котлов. Загрязнение последних в процессе эксплуатации приводит к замедлению скорости хода или даже к полной остановке судна. Применение конденсаторов из титана практически снимает проблему очистки котлов. Так, на одном из японских танкеров водоизмещением 164 тыс. т титановый конденсатор после эффективной эксплуатации в течение почти 5 тыс. ч не обнаружил ни следов коррозии и загрязнения, ни изменений в микроструктуре металла и его механических свойств.

Перспективной областью применения сплавов титана является глубокое и сверхглубокое бурение. Сейчас, как известно, человечество для добычи подземных богатств и для изучения глубоких слоев земной коры проникает на очень большие глубины. Согласно проекту «Верхняя мантия Земли» необходимо будет пройти несколько сверхглубоких скважин на глубину 15-20 тыс. м. Как достичь таких глубин? Ведь обычные буровые трубы будут рваться под собственном силой тяжести уже на глубине нескольких тысяч метров! Ясно, что эти трубы нужно делать только из высокопрочных сплавов на основе титана. Благодаря применению таких труб скважины могут быть пройдены до глубин 20 и 30 км.

 

Батискаф «Алвин»

титан сплав кораблестроение батискаф

Серьезно обсуждаются проблемы строительства из титана обитаемых батискафов и батисфер для исследования морских глубин. Американские специалисты создали обитаемый батискаф «Алвин» с титановой оболочкой, который может исследовать глубины океана до 4 км. Действительно, титан с его высочайшей коррозионной стойкостью и способностью выдерживать огромные давления и нагрузки - наилучший материал для создания глубоководных аппаратов.

 

Рисунок 3.1 - глубоководный аппаратов «Алвин»

 

 

5 июня 1964 года, был введен в эксплуатацию один из самых старых пилотируемых глубоководных аппаратов «Алвин» (DSV-2 Alvin, Deep-Submergence Vehicle - аппарат глубокого погружения). В ходе эксплуатации корабля в глубинах океана был совершен ряд открытий. В настоящее время только пять стран - Франция, США, Россия, Япония и Китай - владеют технологиями глубоководных исследований.

«Алвин» вмещает до трех человек, которые могут до десяти часов находиться под водой на глубине до 4,5 километров. Вес устройства достигает 17 тонн, длина корабля равна 7,1 метра, масса полезной нагрузки не может превышать 680 килограммов, ее размеры ограничены диаметром входного люка, равным 48,2 сантиметра. Полная подводная скорость судна может достигать двух узлов.

Среди его достижений значатся и исследование «Титаника», и зондирование первых открытых гидротермальных источников.

В 2004 году при помощи «Элвина» группа учёных обнаружила 38 мельчайших морских блюдечек, которые обычно встречаются у гидротермальных источников, в образцах, взятых за сотни километров от них.

 

 

Список использованной литературы

1. http://metallurgu.ru/books/item/f00/s00/z0000004/st011.shtml

2. http://www.metotech.ru/art_titan_2.htm

.   http://scientificrussia.ru/articles/submersible

.   http://melita.com.ua/titan.html

.   http://metall-sklad.ru/spravka/primenenie-titana