Uporaba titana v pomorski opremi
Titan je najbolj obetaven kovinski material za pomorsko opremo.Široko se uporablja v površinskih ladjah, podvodnih podmornicah, globokih podmornicah, podvodnem orožju, komunikacijski opremi in na drugih področjih po vsem svetu. V jedrski podmornici so kondenzator, toplotni izmenjevalec, ohišje sonarja, sistem pomorskih cevovodov in meh izdelani iz titana. Titan se pogosto uporablja tudi v tlačnem ohišju, izpušnem sistemu dizelskega motorja, ohišju sonarja, sistemu morskih cevovodov, mehih, črpalkah in ventilih običajnih podmornic (636, k877 itd.). Plula je skozi globalne vode Arktike, Antarktike, ekvatorja, Pacifika, Indijskega in Atlantskega oceana ter rešila probleme projektiranja dovoljenih obremenitev in izbire varnostnega faktorja. Titan se uporablja tudi v pogonskih napravah z vodnim curkom različnih podmornic v ZDA in na Japonskem, ki učinkovito premaguje škodljiv učinek velikega induciranega toka, ki ga povzroči rezanje zemeljske magnetne črte sile pri jadranju z bakrovo zlitino.
2.1 Tlačne lupine podmornic in globokih podmornic
Ko je struktura podmornice fiksna, je končna globina potopitve podmornice neposredno sorazmerna zmnožku meje tečenja materiala lupine in debeline lupine. Povečanje globine potapljanja z zgoščevanjem tlačne lupine bo zmanjšalo učinkovito obremenitev podmornice. Če se efektivna obremenitev ohrani, se bo velikost podmornice povečala do te mere, da je ne bo mogoče uporabiti v praksi. Zato je treba upoštevati materiale z večjo specifično trdnostjo. Med številnimi materiali, ki so trenutno na voljo za lupino podmornice, ima titanova zlitina najboljšo zmogljivost (za specifično primerjavo glejte tabelo 1). Tabela 1 kaže, da je titanova zlitina zelo ugodna kot material, odporen na pritisk, za podmornice in globoko potopne podmornice.
Lastnosti več materialov za globoke podmorske tlačne lupine
lastnosti | Titanova zlitina | Jeklo visoke trdnosti | Aluminijeva zlitina | ||
Ti6Al4V z nizko vsebnostjo kisika | Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo | NS-90 | 10Ni-9Co | 7079-T6 | |
gostota | 4.42 | 4.49 | 7.85 | 7.85 | 2.8 |
Modul elastičnosti(kg/mm3) | 11500 | 12000 | 21000 | 21000 | 7280 |
Meja tečenja (kg/mm2) | 84 | 70 | 90 | 120 | 42 |
Specifična moč | 19 | 15.6 | 11.5 | 15.3 | 15.0 |
Specifične togosti | 2.600 | 2.67 | 2.675 | 2.675 | 2600 |
indeks togosti | 5.09 | 5.10 | 3.52 | 3.52 | 6.86 |
Primeri uporabe titana v tlačni lupini podmornic in globokih podmornic
| država | Podmornica ali globoko potopno ime | Material tlačne lupine |
Združene države | 6100m globoka podmornica v morju | Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo |
| Japonska | Globokomorska ekspedicija 6000 m | Ti{0}}Al-4V |
Francija | Globoka podmornica SM97 globine 6000 m | Ti{0}}Al-4V |
nekdanja sovjetska zveza | Podmornica iz polnega titana "Alpha". | Ti-6Al-4V nizek kisik |
nekdanja sovjetska zveza | Titanova jedrska podmornica "Typhoon". | Ti-6Al-4V nizek kisik |
Rusija | 988 model večnamenske jedrske podmornice | Ti-6Al-4V nizek kisik |
2.2 propeler, propelerska gred in pogon z vodnim curkom
Lita titanova zlitina ima visoko specifično trdnost, visoko odpornost proti koroziji in dobro odpornost proti kavitaciji (glej tabelo 3). Je idealen propelerski material, zlasti material super kavitacijskega propelerja. Propeler iz titanove zlitine ima prednosti majhne teže, visoke pogonske učinkovitosti in dolge življenjske dobe.
Mehanske lastnosti propelerskih materialov
| predmet | Natezno trdnost (kg/mm2) | Meja tečenja (kg/mm2) | Raztezek ( v odstotkih ) | Trdnost proti koroziji (kg/mm2) | |
Bakrena zlitina | Manganovo-železo medenina 55-3-1 | 47 | 17 | 20 | 8.5 |
aluminij-nikelj-železo bron 9-4-4 | 60 | 22 | 16 | 18 | |
| titanove zlitine | Ti{0}}Al-4V | 96 | 83 | 11 | 35 |
2.3 Toplotni izmenjevalniki in kondenzatorji
Titan ima odlično korozijsko odpornost na čisto, onesnaženo in pesek, ki vsebuje statično in dinamično vodo. Visoka hitrost hladilne vode in tankostenska cev kondenzatorja omogočata izboljšanje zmogljivosti prenosa toplote in zmanjšanje teže kondenzatorja. Oprijem titanove cevi je majhen in tekočina se kondenzira v obliki kroglic na površini titana. Stopnja kondenzacije titana je za več kot 29,3 odstotka višja kot pri bakru; Stopnja kondenzacije je 35 odstotkov višja kot pri nerjavnem jeklu 304; Stopnja kondenzacije je za več kot 17,5 odstotka višja kot pri nerjavnem jeklu 316, kar je tudi ugodno za prenos toplote. Koeficient čistosti titanove cevi je višji od koeficienta cevi iz bakrene zlitine. Zaradi zgornjih dejavnikov je toplotna prevodnost titana nižja kot pri bakrovih zlitinah B30, vendar je učinkovitost prenosa toplote enaka ali nekoliko višja kot pri B30. Hkrati je dovoljena izolacija vibracij pri titanovi cevi tudi višja kot pri cevi B30.






