การประยุกต์ใช้ไททาเนียมในอุปกรณ์ทหารเรือ

ไททาเนียมเป็นวัสดุโลหะที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับยุทโธปกรณ์ของกองทัพเรือมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเรือผิวน้ำ เรือดำน้ำใต้น้ำ เรือดำน้ำลึก อาวุธใต้น้ำ อุปกรณ์สื่อสาร และสาขาอื่นๆ ทั่วโลก ในเรือดำน้ำนิวเคลียร์ คอนเดนเซอร์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน แผงโซนาร์ ระบบท่อส่งน้ำทะเล และเครื่องสูบลมทำจากไททาเนียม ไทเทเนียมยังใช้กันอย่างแพร่หลายในเปลือกแรงดัน ระบบไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซล แผงโซนาร์ ระบบท่อส่งน้ำทะเล สูบลม ปั๊ม และวาล์วของเรือดำน้ำทั่วไป (636, k877 ฯลฯ) เรือแล่นผ่านน่านน้ำโลกในแถบอาร์กติก แอนตาร์กติก เส้นศูนย์สูตร มหาสมุทรแปซิฟิก มหาสมุทรอินเดีย และมหาสมุทรแอตแลนติก และแก้ไขปัญหาการออกแบบความเครียดที่อนุญาตและการเลือกปัจจัยด้านความปลอดภัย ไททาเนียมยังใช้ในอุปกรณ์ขับเคลื่อนพลังน้ำของเรือดำน้ำต่างๆ ในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น ซึ่งสามารถเอาชนะผลกระทบจากกระแสเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ที่เกิดจากการตัดเส้นแรงแม่เหล็กของโลกเมื่อแล่นด้วยโลหะผสมทองแดง

2.1 เปลือกดันของเรือดำน้ำและใต้น้ำลึก

เมื่อโครงสร้างใต้น้ำได้รับการแก้ไข ความลึกของการจมใต้น้ำสูงสุดของเรือดำน้ำจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความแข็งแรงครากของวัสดุเปลือกและความหนาของเปลือก การเพิ่มความลึกในการดำน้ำโดยการเพิ่มความหนาของเปลือกแรงดันจะลดภาระที่มีประสิทธิภาพของเรือดำน้ำ หากรักษาน้ำหนักบรรทุกที่มีประสิทธิภาพ ขนาดของเรือดำน้ำจะเพิ่มขึ้นจนไม่สามารถนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้ ดังนั้นจึงต้องพิจารณาวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงกว่า ในบรรดาวัสดุต่างๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบันสำหรับเปลือกใต้น้ำ โลหะผสมไททาเนียมมีประสิทธิภาพที่ดีที่สุด (ดูตารางที่ 1 สำหรับการเปรียบเทียบเฉพาะ) ตารางที่ 1 แสดงให้เห็นว่าโลหะผสมไททาเนียมมีประโยชน์มากในฐานะวัสดุเปลือกทนแรงดันสำหรับเรือดำน้ำและใต้น้ำลึก

คุณสมบัติของวัสดุเปลือกดันใต้น้ำลึกหลายชนิด

ตัวอย่างการใช้ไททาเนียมในเปลือกแรงดันของเรือดำน้ำและเรือดำน้ำลึก

2.2 ใบพัด เพลาใบพัด และแรงขับเจ็ทน้ำ

โลหะผสมไททาเนียมหล่อมีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อนสูงและทนต่อการเกิดโพรงอากาศได้ดี (ดูตารางที่ 3) เป็นวัสดุใบพัดในอุดมคติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวัสดุใบพัดที่มีโพรงโพรงอากาศสูง ใบพัดโลหะผสมไททาเนียมมีข้อดีคือน้ำหนักเบา ประสิทธิภาพการขับเคลื่อนสูงและอายุการใช้งานยาวนาน

คุณสมบัติทางกลของวัสดุใบพัด

2.3 เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและคอนเดนเซอร์

ไททาเนียมมีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมต่อความสะอาด มลพิษ และทรายที่มีน้ำนิ่งและไดนามิก ความเร็วน้ำหล่อเย็นสูงและท่อคอนเดนเซอร์ผนังบางได้รับอนุญาตให้ปรับปรุงความสามารถในการถ่ายเทความร้อนและลดน้ำหนักของคอนเดนเซอร์ การยึดเกาะของท่อไทเทเนียมมีขนาดเล็ก และของเหลวจะควบแน่นเป็นรูปทรงลูกปัดบนพื้นผิวของไททาเนียม อัตราการควบแน่นของไทเทเนียมสูงกว่าทองแดงมากกว่า 29.3 เปอร์เซ็นต์ อัตราการควบแน่นสูงกว่าสแตนเลส 304 ถึง 35 เปอร์เซ็นต์ อัตราการควบแน่นสูงกว่าสเตนเลสสตีล 316 ถึง 17.5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการถ่ายเทความร้อนเช่นกัน ค่าสัมประสิทธิ์ความสะอาดของท่อไทเทเนียมสูงกว่าท่อโลหะผสมทองแดง ปัจจัยข้างต้นทำให้ค่าการนำความร้อนของไทเทเนียมต่ำกว่าโลหะผสมทองแดง B30 แต่ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนเท่ากับหรือสูงกว่าของ B30 เล็กน้อย ในขณะเดียวกัน ค่าเผื่อการแยกการสั่นสะเทือนของท่อไทเทเนียมก็สูงกว่าท่อ B30 เช่นกัน