Titanyumun gemi alanında uygulanması

1. Nükleer denizaltılarRusya, titanyum alaşımlı nükleer denizaltılarda uluslararası araştırma ve üretim teknolojisinde ön sıralarda yer almaktadır ve aynı zamanda basınca dayanıklı mermiler oluşturmak için titanyum alaşımını kullanan ilk ülke olmuştur. Yoğun dönemlerde, denizaltılar için titanyum alaşımlı kalın levha ve boruların yıllık üretimi 10.000 tona ulaştı ve bu, titanyum alaşımlı işlenmiş malzemelerin yıllık üretiminin %30 ila %50'sini oluşturdu. Gemilerde kullanılan titanyumun tipik bir örneği, dış kabuğu titanyumdan yapılmış olan Rus Typhoon sınıfı nükleer denizaltıdır. Askeri ihtiyaçlar nedeniyle çift kabuk yapısı benimsenmiştir ve çift-katmanlı kabuk 9000 ton titanyumu paylaşmaktadır, bu da onu manyetik olmayan, derin dalış yapan, hızlı, düşük gürültülü ve daha az bakım süresi gerektiren- bir hale getirmektedir. Tekne 172,8 m uzunluğunda, maksimum 23,3 m genişliğinde ve 42,7 m yüksekliğindedir. 23200 ton su deplasmanına ve 33800 ton dalış deplasmanına sahiptir. Dalış hızı saatte 50 km, maksimum dalış derinliği ise 500 m'dir. Sürekli dalış süresi 120 güne ulaşır. İnşaatına 1977 yılında başlanan gemi, 1981 yılında hizmete girerek Rus Donanması'nda önemli bir rol oynadı.

2. Tamamı titanyum gemi
1985 yılında Japonya'nın Toho Titanium Company ve Fujinobu Shipbuilding ortaklaşa, bir dönem Amerika Birleşik Devletleri'nde çok popüler olan "Mori Zhi Tian I" tamamen titanyum sürat teknesini inşa etti. 1997 yılında Nippon Kogyo Corporation tarafından üretilen "Titan Rapid" sürat teknesi suya indirildi ve denize açıldı. Yaklaşık 12 metre uzunluğundadır ve gezinme direncini en aza indirebilecek güzel bir üç- boyutlu kavise sahiptir. Jiangteng Tersanesi, sırasıyla 1998 ve 1999'da "İkinci Asahi Maru" ve "Akimaru" olmak üzere tamamı titanyumdan iki gemi üretti. Avantajları arasında hafiflik, hızlı hız, küçük motor, düşük yakıt maliyeti, düşük karbondioksit emisyonu, yüzey kaplamaya gerek olmaması ve ataşmanların kolay temizlenmesi sayılabilir. Dezavantajları ise yüksek malzeme maliyeti, zorlu işleme ve üretim teknolojisi ve katı koruma gereklilikleridir. Deneme gemisinin sonuçları hız stabilitesi, titreşim ve gürültü açısından iyi bir performans gösteriyor.

3. Derin dalış araçları, kurtarma botları ve gemi bileşenleri
Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve Fransa, basınca dayanıklı mermiler üretmek için titanyum ve titanyum alaşımlarını kullanarak-derin deniz denizaltıları üretti. Bunların arasında Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo alaşımı, Amerikan Aivin ve Sea Cliff derin deniz denizaltılarının kabuklarının üretiminde kullanılıyor; Ti-6Al-4V ELI alaşımı, Fransız SM97, Amerikan Aivin, Japon Deep Sea 2000 ve ABD Donanması Derin Deniz Kurtarma Gemisi (DSRV) mermileri ve yüzdürme toplarındaki yüzdürme topları için kullanılır.

4. "Jiaolong" dalgıç
Çin'deki ilk bağımsız olarak tasarlanmış ve entegre insanlı denizaltı Jiaolong, Şekil 2-1'de gösterilmektedir. 3759 metrelik deniz denemesi Temmuz 2010'da tamamlandı ve 1 Ağustos 2011'de "Jiaolong" resmi olarak 5.180 metre derinlikte su altı operasyonlarına başladı. Bu dalış derinliği, Jiaolong'un dünya deniz yatağının %70'inden fazlasına ulaşabileceği anlamına geliyor. Jiaolong uzay aracı, dünyanın en büyüğü olan 7000 m derinliğe sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. 2012 yılında 7000 m seviyesinde deniz denemesi yapılması bekleniyor. İşin kapsamı küresel okyanus bölgelerinin %99,8'ini kapsıyor. Çin'in insanlı{17}}derin deniz dalışı programı şu anda istikrarlı bir şekilde ilerlemektedir. Derin-deniz denizaltısı, insanlı uzay uçuşu mühendisliğine benzer şekilde okyanus teknolojisi gelişiminin zirvesidir ve bir ülkenin kapsamlı teknolojik gücünü yansıtır. Derin deniz insanlı denizaltıların faaliyetleri kıta yamacını, dağ tepelerini, volkanik kraterleri, okyanus sırtlarını ve okyanus tabanını kapsamaktadır ve jeokimya, jeofizik ve deniz biyolojisi alanlarında çok sayıda araştırma sonucuna ulaşılmıştır.

5. Sonar kaplama
Titanyum alaşımlı sonar kaplama üstün kapsamlı performansa sahiptir ve Kursk, Minsk ve Kiev gibi Rus gemilerinin sonar sistemlerinde uygulanmıştır. Su altı ve yüzey uygulamalarına yönelik farklı gereksinimlere göre, şu anda Çin askeri gemilerindeki sonar saptırıcıları için kullanılan iki tür kabuk plakası akustik malzemesi bulunmaktadır: paslanmaz çelik ve fiber-takviyeli fiberglas. Dokuzuncu Beş Yıllık Plan döneminde Çin, gemi sonar saptırıcılarında titanyum alaşımlarının uygulanması konusunda araştırmalar yaptı.

6. Pervane
Pervane malzemesi yüksek mukavemet, deniz suyu ortamında iyi yorulma performansı, erozyona ve kavitasyon korozyonuna karşı direnç gerektirir ve titanyum alaşımı yukarıdaki kapsamlı performans gereksinimlerini karşılayabilir. ABD Donanması ilk kez hidrofiller üzerinde 1500 mm çapında, dört kanatlı, çıkarılabilir süper kavitasyonlu titanyum alaşımlı pervane kullandı. Çin, 1972'de hidrofoil sürat teknesi pervanelerini geliştirdi ve o zamandan beri çapları 450 mm'den 1100 mm'ye kadar değişen çeşitli tiplerde titanyum alaşımlı pervaneler üretti. Sabit titanyum alaşımlı pervaneler için üretilebilecek maksimum çap 1200 mm, kütle ise 130 kg'dır. Uzun süreli kullanım, titanyum alaşımlı pervanelerin servis ömrünün bakır alaşımlı pervanelerinkinden 5 kat daha fazla olduğunu göstermiştir.

7. Gemi pompaları, vanaları ve boru sistemleri
Gemilerdeki pompa, vana ve borular, aşırı zorlu çalışma koşulları nedeniyle, bakır ve paslanmaz çelikten yapılmış boru hatlarında yalnızca 2-5 yıl kullanım ömrüne sahiptir. Değiştirildikten sonra titanyum alaşımı iyi çalışır ve yüksek hızlı deniz suyu boru hatları için uygundur. Rus gemi boru hatlarına yönelik hizmet ömrü standardı, üç yaş gereksinimini belirtmektedir: ilk liman onarımı süresi (8-9 yıl); Hizmet ömrü 15 yıldan az olmamalıdır; Her seviyedeki geminin tüm ömrü boyunca 25 ila 30 yıl güvenilir bir şekilde çalışması gerekmektedir.

8. Atomla çalışan gemi
Rusya, gemiler için buhar motorları, ısı eşanjörleri ve soğutucular üretmek için paslanmaz çelik yerine titanyum alaşımı kullanarak korozyon hasarını ortadan kaldırıyor. Rusya'nın mevcut atom enerjili buz kırıcılarının güç ünitesinde yaygın olarak titanyum buhar motorları kullanılıyor.