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          鈦的應用--(三)鈦在船艦上的應用

          發布日期:2018/07/31    點擊次數:3922次


          綜合性能優異的聲納導流罩
          在前蘇聯-俄羅斯,過去生產的艦船納聲流罩是用玻璃鋼(FRP)制造的,后來大多改用鈦合金,使用證明:鈦合金聲納導流罩具有優秀的綜合性能,它們生產的“庫爾斯克”號聲納系統是用鈦合制造的。中國采購的K877艇、K636艇、956艇、“遼寧”航母等的聲納導流罩全是鈦合金制的。中國早些年建造的艦艇聲納導流罩根據水下、水面應用的要求不同,有的用不銹鋼制造,有的用玻璃鋼制造,“九五”期間對鈦合金導流罩作了深入的全面研究,取得了豐碩的成果,現在逐步改用鈦合金的。鈦螺旋漿壽命比銅合金的長5倍余
          艦船螺旋漿對材料的要求是:強度高,對海水的有強的抗疲勞性能,耐沖刷和空泡腐蝕。就現有的材料來說,鈦合金是能滿足這些要求的首選材料。美國海軍率先在水翼艇上使用直徑為1500mm、四葉可拆式超空泡鈦合金螺旋漿。1972年中國研制成水翼快艇鈦合金螺旋漿,至2014年估計已生產直徑450mm~1500mm的各種這種漿約800件,質量最大的超過160kg。不過長期使用與運轉表明,鈦合金螺旋漿及其軸在制造成本方面的優勢還未充分顯現出來,所以鈦合金螺旋漿的應用還未達到普遍實用化階段,有待進一步研發與推廣。在鈦螺旋漿類部件中還包括船舵與軸承座等。發動機排氣冷卻管及消聲器
          在中型快艇中,發動機排放的氣體溫度高達500℃,通過船內的管道從船尾排氣,一方面需向管內(雙重冷卻管)通以冷卻海水,使廢氣降溫,另方面要裝設消聲器(Silencer),使排氣噪聲降到60dB以下,鈦材是制造消聲器的良好材料:在高溫下的耐久性比鋁合金的強和長,密度比不銹的低,還有良好的消聲效果。
          日本消聲裝置中的變頻器(混合器minxing)大都已全部換成鈦制的,選用鈦材制造混合器的理由是:高溫端的溫度高達500℃,要求材料有良好的高溫持久強度;低溫端的溫度雖不高,在100℃左右,但是與海水接觸,需要有高的抗腐蝕性能。當前中型高速艦船的變頻裝置大都是鋁制的,但鋁的高溫性能不好,易在焊縫部位及熱影響區開裂,低溫端易受海水腐蝕;如用不銹鋼制造,焊接部分會發生應力腐蝕開裂。它們的使用期限為5a~10a,期間需進行多次維修。
          鈦比鋁的強度高,在等強度時,用的鈦材厚度比鋁板的薄得多,比不銹鋼的薄40%左右。另外,在成品價格方面,鈦制品的價格為鋁制品及不銹鋼制品的2倍左右。如果考慮維修費用及更換新零部的費用,采用鈦制零部件無疑要合算得多。日本海上保安廳2002年提出,艦船上的海水與排放廢氣混合裝置一律改用鈦材制造。
          艦船上的泵、閥、配管如發動機冷卻水及消防海水的管道系統工作條件非常惡劣,過去都是用銅制造的,也有用內涂防腐層鋼管與不銹鋼管制造的,但它們的服役期限都不長,只有2a~5a,如果改用鈦泵、鈦閥、鈦管路則壽命長達25a~30a,不但總的費用大大下降,而且在運行期間安全可靠,不會發生腐蝕、泄漏及其他安全方面的事故。 前蘇聯-俄羅斯的標準規定,鈦管路壽命為3個年限:第一個年限為8a~9a,下水到首次進塢維修;第二次服役壽命應不短于15a;第三次為5a~10a。要求所用等級艦船應于25a~30a期間可靠運行。當前在所有的結構材料中只有鈦及鈦合金能滿這一要求,也是在方面性價比最高的材料。

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