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钛的应用--(三)钛在船舰上的应用

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钛的应用--(三)钛在船舰上的应用

发布日期:2019-09-26 作者: 点击:

综合性能优异的声纳导流罩
在前苏联-俄罗斯,过去生产的舰船纳声流罩是用玻璃钢(FRP)制造的,后来大多改用钛合金,使用证明:钛合金声纳导流罩具有优秀的综合性能,它们生产的“库尔斯克”号声纳系统是用钛合制造的。中国采购的K877艇、K636艇、956艇、“辽宁”航母等的声纳导流罩全是钛合金制的。中国早些年建造的舰艇声纳导流罩根据水下、水面应用的要求不同,有的用不锈钢制造,有的用玻璃钢制造,“九五”期间对钛合金导流罩作了深入的全面研究,取得了丰硕的成果,现在逐步改用钛合金的。钛螺旋浆寿命比铜合金的长5倍余
舰船螺旋浆对材料的要求是:强度高,对海水的有强的抗疲劳性能,耐冲刷和空泡腐蚀。就现有的材料来说,钛合金是能满足这些要求的首选材料。美国海军率先在水翼艇上使用直径为1500mm、四叶可拆式超空泡钛合金螺旋浆。1972年中国研制成水翼快艇钛合金螺旋浆,至2014年估计已生产直径450mm~1500mm的各种这种浆约800件,质量最大的超过160kg。不过长期使用与运转表明,钛合金螺旋浆及其轴在制造成本方面的优势还未充分显现出来,所以钛合金螺旋浆的应用还未达到普遍实用化阶段,有待进一步研发与推广。在钛螺旋浆类部件中还包括船舵与轴承座等。发动机排气冷却管及消声器
在中型快艇中,发动机排放的气体温度高达500℃,通过船内的管道从船尾排气,一方面需向管内(双重冷却管)通以冷却海水,使废气降温,另方面要装设消声器(Silencer),使排气噪声降到60dB以下,钛材是制造消声器的良好材料:在高温下的耐久性比铝合金的强和长,密度比不锈的低,还有良好的消声效果。
日本消声装置中的变频器(混合器minxing)大都已全部换成钛制的,选用钛材制造混合器的理由是:高温端的温度高达500℃,要求材料有良好的高温持久强度;低温端的温度虽不高,在100℃左右,但是与海水接触,需要有高的抗腐蚀性能。当前中型高速舰船的变频装置大都是铝制的,但铝的高温性能不好,易在焊缝部位及热影响区开裂,低温端易受海水腐蚀;如用不锈钢制造,焊接部分会发生应力腐蚀开裂。它们的使用期限为5a~10a,期间需进行多次维修。
钛比铝的强度高,在等强度时,用的钛材厚度比铝板的薄得多,比不锈钢的薄40%左右。另外,在成品价格方面,钛制品的价格为铝制品及不锈钢制品的2倍左右。如果考虑维修费用及更换新零部的费用,采用钛制零部件无疑要合算得多。日本海上保安厅2002年提出,舰船上的海水与排放废气混合装置一律改用钛材制造。
舰船上的泵、阀、配管如发动机冷却水及消防海水的管道系统工作条件非常恶劣,过去都是用铜制造的,也有用内涂防腐层钢管与不锈钢管制造的,但它们的服役期限都不长,只有2a~5a,如果改用钛泵、钛阀、钛管路则寿命长达25a~30a,不但总的费用大大下降,而且在运行期间安全可靠,不会发生腐蚀、泄漏及其他安全方面的事故。 前苏联-俄罗斯的标准规定,钛管路寿命为3个年限:第一个年限为8a~9a,下水到首次进坞维修;第二次服役寿命应不短于15a;第三次为5a~10a。要求所用等级舰船应于25a~30a期间可靠运行。当前在所有的结构材料中只有钛及钛合金能满这一要求,也是在方面性价比最高的材料。

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