Application du titane dans le domaine des navires
Le titane et les alliages de titane sont largement utilisés dans les sous-marins nucléaires, les submersibles profonds, les brise-glaces atomiques, les hydroptères, les aéroglisseurs, les dragueurs de mines, les hélices à hélices, les antennes fouet, les canalisations d'eau de mer, les condenseurs, les échangeurs de chaleur, les dispositifs acoustiques et les équipements de lutte contre les incendies supérieurs.
Les coques en titane résistantes à la pression sont principalement utilisées dans les submersibles des grands fonds, et les coques en titane résistantes à la pression sont utilisées à des degrés divers dans le pays et à l'étranger. Par exemple, le submersible profond « Sea Cliff » aux États-Unis est équipé d'une cabine d'observation en titane et d'une cabine de contrôle, et la profondeur de plongée peut atteindre 6 100 m. La Chine a également réalisé de grands progrès dans le domaine de la technologie des submersibles profonds. Le submersible profond « Jiaolong » conçu par la Chine a plongé à plus de 5 000 m de profondeur. mais dans
La Russie est la seule à utiliser une grande quantité de titane sur ses grands sous-marins. Les six sous-marins nucléaires « Typhoon » qu'elle fabrique comprennent principalementBarre de titane industrielle, Ti64, Ti64ELI, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo, Ti-3Al-2.5V, IIT {{ 10}}B, IIT-7M, etc.
1. Sous-marin nucléaire
La Russie est un leader international dans la recherche et la technologie de fabrication de sous-marins nucléaires en alliage de titane, et est également le premier pays à utiliser l'alliage de titane pour construire des coques résistantes à la pression. Pendant la période de pointe, la production annuelle de plaques et de tuyaux épais en alliage de titane pour sous-marins a atteint 10 000 tonnes, ce qui représente 30 à 50 % de la production annuelle de matériaux traités en alliage de titane. Depuis les années 1960, la Russie a développé quatre générations de sous-marins nucléaires. Le premier sous-marin nucléaire au monde, entièrement en titane, K162, a été lancé en décembre 1968. Il est en service depuis plus de 30 ans. Il a voyagé dans différents océans et a résisté à différentes charges et environnements. Il n'y a jamais eu d'accident. La Russie a construit le premier sous-marin nucléaire de classe « ALFA » en 1970, et en a construit six autres dans les années 1970 et 1980, chacun avec environ 3,000 tonnes de titane et une profondeur de plongée maximale de 914 m. Il est léger, rapide et possède une bonne maniabilité. Un exemple typique de l’utilisation du titane sur les navires est le sous-marin nucléaire russe de la classe Typhoon, doté d’une coque en titane métallique. En raison des besoins militaires, il adopte une structure à double coque. La coque double couche partage 9 000 tonnes de titane, ce qui la rend non magnétique et permet une plongée profonde. Elle présente les avantages d'une vitesse rapide, d'un faible bruit et de moins de temps de maintenance. La longueur du bateau est de 172,8 m, la largeur maximale est de 23,3 m, la hauteur est de 42,7 m, le déplacement de l'eau est de 232 001 t, le déplacement immergé est de 33 800 t, la vitesse immergée est de 50 km par heure, la profondeur immergée maximale est de 500 m et le temps d'immersion continu atteint 120 jours. Le bateau a commencé sa construction en 1977 et est entré en service en 1981. Il joue un rôle central dans la marine russe.
2. Bateau entièrement en titane
En 1985, les sociétés japonaises Toho Titanium Co., Ltd. et Fujishin Shipbuilding Co., Ltd. ont construit conjointement le hors-bord entièrement en titane « Molizhitian II », qui a été très populaire aux États-Unis pendant un certain temps. En 1997, le hors-bord « Titan Express » fabriqué par Nissun Industry Co., Ltd. a été lancé. La longueur du navire est d'environ 12 m. La forme de la coque est une belle courbe tridimensionnelle, qui peut minimiser la résistance à la navigation. En 1998 et 1999, Eto Shipbuilding Co., Ltd. a fabriqué deux navires entièrement en titane, le « Second Asahi Maru » et le « Shao Maru ». Les avantages sont la légèreté, la vitesse rapide, le petit moteur, le faible coût du carburant, les faibles émissions de dioxyde de carbone. Aucun revêtement de surface n'est requis et les accessoires sont faciles à nettoyer. Les inconvénients sont le coût élevé des matériaux, la technologie de traitement et de fabrication difficile et les exigences strictes en matière de protection. Les résultats des tests du navire montrent que les performances du navire, telles que la stabilité de la vitesse, les vibrations et le bruit, sont très bonnes.
3. Submersibles profonds, canots de sauvetage et composants de navires
Les États-Unis, le Japon et la France ont successivement construit des submersibles profonds, en utilisant des barres de titane industrielles et des alliages de titane pour fabriquer des coques résistantes à la pression. Parmi eux, l'alliage Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo est utilisé pour fabriquer les coques des submersibles américains Aivin et Sea-Clifi ; l'alliage Ti-6Al-4V ELI est utilisé pour les ballons de flottabilité du SM97 français et de l'Américain Aivin, le "Deep Sea 2000" japonais, coque du Deep Sea Rescue Vessel (DSRV) de l'US Navy. ), ballons flottants, etc.
4. Le submersible "Jiaolong"
Le premier submersible habité « Jiaolong » auto-conçu et auto-intégré de Chine est illustré dans la figure 2-1. En juillet 2010, les essais en mer à 3 759 m ont été achevés et le 1er août 2011, le « Jiaolong » a officiellement démarré à une profondeur de 5 180 m. Ces travaux sous-marins. Cette profondeur de plongée signifie que le « Jiaolong » peut atteindre plus de 70 % des fonds marins de la planète. La profondeur nominale du « Jiaolong » est de 7 000 m, une première au monde, et il est prévu d'effectuer des essais en mer à un niveau de 7 000 m en 2012. L'étendue des travaux couvre 99,8 % de la superficie océanique mondiale. le programme de plongée profonde habitée de mon pays progresse actuellement régulièrement. Les submersibles en haute mer constituent le summum du développement des technologies marines. Semblables aux projets de vols spatiaux habités, ils reflètent la force technique globale d’un pays. Un grand nombre de résultats de recherche ont été obtenus en géochimie, géophysique et biologie marine.
5. Dôme sonar
Le dôme sonar en alliage de titane présente des performances globales supérieures et a été utilisé dans les systèmes sonar des navires russes tels que le « Koursk », le « Minsk » et le « Kiev ». Selon les différentes exigences des applications sous-marines et de surface, il existe essentiellement deux types de matériaux insonorisants pour les plaques de coque sélectionnés par le dôme sonar des navires de guerre chinois en service actuellement, l'un est en acier inoxydable et l'autre en fibre. fibre de verre renforcée. Au cours de la période du « Neuvième Plan quinquennal », la Chine a mené des travaux de recherche sur l'application d'alliages de titane sur les dômes des sonars des navires.
6. Hélice
Les matériaux d'hélice nécessitent une résistance élevée, de bonnes performances en fatigue dans l'eau de mer et une résistance à l'érosion et à la corrosion par cavitation. Les alliages de titane peuvent répondre aux exigences de performances complètes ci-dessus. L'US Navy a utilisé pour la première fois une hélice supercavitante amovible en alliage de titane à quatre pales de 1 500 mm de diamètre sur des bateaux hydroptères. Notre pays a développé des hélices de hors-bord hydroptères en 1972 et a produit diverses hélices en alliage de titane d'un diamètre de 450 à 1 100 mm. Le diamètre maximum peut être de 1200 mm et une hélice fixe en alliage de titane d'une masse de 130 kg. Une utilisation à long terme montre que la durée de vie des hélices en alliage de titane est plus de 5 fois supérieure à celle des hélices en alliage de cuivre.
7. Pompes, vannes et systèmes de tuyauterie marins
Les pompes, vannes et canalisations du navire, en raison des conditions de travail très difficiles, les canalisations en cuivre et en acier inoxydable n'ont qu'une durée de vie de 2 à 5 ans. Après remplacement, l’alliage de titane fonctionne bien et convient aux conduites d’eau de mer dynamiques à haut débit. La norme de durée de vie des pipelines maritimes russes stipule des exigences de trois ans, c'est-à-dire la période pour la première fois pour entrer dans le quai pour maintenance (8 à 9 ans) ; la durée de vie ne doit pas être inférieure à 15 ans ; Fonctionnement fiable pendant 25 à 30 ans.
8. Navire à propulsion atomique
La Russie a utilisé des barres de titane industrielles au lieu de l'acier inoxydable pour fabriquer des moteurs à vapeur, des échangeurs de chaleur et des refroidisseurs de navires, surmontant ainsi les dommages dus à la corrosion. Les moteurs à vapeur en titane sont largement utilisés dans la centrale électrique des brise-glaces à propulsion atomique russes.
