선박 분야에서의 티타늄 적용

1. 핵잠수함러시아는 티타늄 합금 핵잠수함의 국제 연구 및 제조 기술의 선두에 있으며, 내압 쉘을 만들기 위해 티타늄 합금을 사용한 최초의 국가이기도 합니다. 성수기 동안 잠수함용 티타늄 합금 후판 및 파이프의 연간 생산량은 10,000톤에 이르렀으며 이는 티타늄 합금 가공 재료 연간 생산량의 30~50%를 차지합니다. 선박에 사용되는 티타늄의 전형적인 예는 티타늄으로 만들어진 외부 쉘을 가진 러시아 태풍급 핵잠수함입니다. 군사적 필요로 인해 이중 쉘 구조가 채택되었으며 이중-층 쉘은 9000톤의 티타늄을 공유하므로 비자성, 심해 잠수, 빠른 속도, 저소음 및 유지 관리 시간이 단축됩니다. 보트의 길이는 172.8m, 최대 폭은 23.3m, 높이는 42.7m이다. 배수량은 23200t이고 잠수 배수량은 33800t입니다. 다이빙 속도는 시속 50km, 최대 다이빙 수심은 500m이다. 연속 다이빙 시간은 120일에 이릅니다. 이 군함은 1977년 건조를 시작해 1981년 취역했으며 러시아 해군에서 중요한 역할을 했습니다.

2. 모든 티타늄 선박
1985년 일본 토호 티타늄 컴퍼니(Toho Titanium Company)와 후지노부 조선소(Fujinobu Shipbuilding)가 공동으로 전체 티타늄 쾌속정 "Mori Zhi Tian I"을 제작했는데, 이 보트는 한동안 미국에서 큰 인기를 끌었습니다. 1997년에는 Nippon Kogyo Corporation이 제작한 "Titan Rapid" 고속선이 진수되어 출항했습니다. 길이는 약 12m이고 아름다운 3차원 곡선을 갖고 있어 항해 저항을 최소화할 수 있습니다. Jiangteng 조선소는 1998년과 1999년에 각각 2척의 전체 티타늄 선박인 "Second Asahi Maru"와 "Akimaru"를 제조했습니다. 장점은 경량, 빠른 속도, 작은 엔진, 낮은 연료비, 낮은 이산화탄소 배출, 표면 코팅이 필요 없고 부착물 청소가 용이하다는 점입니다. 단점은 높은 재료비, 어려운 가공 및 제조 기술, 엄격한 보호 요구 사항입니다. 시험선의 결과는 속도 안정성, 진동, 소음 측면에서 좋은 성능을 보여주었다.

3. 딥 다이빙 차량, 구조 보트 및 선박 부품
미국, 일본, 프랑스는 모두 티타늄과 티타늄 합금을 사용하여 내압 쉘을 제조하는 심해 잠수정을 제작했습니다.{0}} 그중 Ti{6}}6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo 합금은 미국 Aivin 및 Sea Cliff 심해 잠수정의 쉘을 제조하는 데 사용됩니다. Ti-6Al-4V ELI 합금은 프랑스 SM97, 미국 Aivin, 일본 심해 2000, 미국 해군 심해 구조선(DSRV) 포탄의 부력 볼과 부력 볼에 사용됩니다.

4. 잠수정 '자오롱(Jiaolong)'
중국 최초의 독립적으로 설계되고 통합된 유인 잠수정인 Jiaolong이 그림 2에 나와 있습니다-1. 3759m 해상 시험은 2010년 7월에 완료되었으며, 2011년 8월 1일 "Jiaolong"은 공식적으로 수심 5180m에서 수중 작업을 시작했습니다. 이 다이빙 깊이는 Jiaolong이 세계 해저의 70% 이상에 도달할 수 있음을 의미합니다. 자오롱 우주선은 세계 최대 깊이인 7000m 깊이로 설계됐다. 2012년에는 7000m 해상 시험을 실시할 예정이다. 업무 범위는 전 세계 해양 지역의 99.8%를 차지한다. 중국의 유인 심해 다이빙 프로그램은 현재 꾸준히 발전하고 있습니다. 심해잠수정은 유인우주비행공학과 마찬가지로 해양기술 발전의 정점으로 국가의 종합적인 기술력을 반영한다. 심해 유인 잠수정의 활동은 대륙 경사면, 산꼭대기, 화산 분화구, 해령, 해저 등을 포괄하며 지구화학, 지구물리학, 해양생물학 분야에서 많은 연구 성과를 거두었습니다.

5. 소나 페어링
티타늄 합금 소나 페어링은 뛰어난 종합 성능을 갖고 있으며 쿠르스크, 민스크, 키예프 등 러시아 선박의 소나 시스템에 적용되었습니다. 수중 및 수상 응용 분야에 대한 다양한 요구 사항에 따라 현재 중국 해군 함정의 소나 편향 장치에 사용되는 외판 음향 재료에는 스테인리스강과 섬유{1}}강화 유리 섬유의 두 가지 유형이 있습니다. 9차 5개년 계획 기간 동안 중국은 선박 소나 편향 장치에 티타늄 합금을 적용하는 연구를 수행했습니다.

6. 프로펠러
프로펠러 재료는 고강도, 해수 매체에서의 우수한 피로 성능, 침식 및 캐비테이션 부식에 대한 저항성을 요구하며 티타늄 합금은 위의 포괄적인 성능 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 미 해군은 수중익선에 직경 1,500mm의 4날 분리형 슈퍼캐비테이션 티타늄 합금 프로펠러를 처음으로 사용했습니다. 중국은 1972년 수중익선 쾌속정 프로펠러를 개발한 이후 직경 450mm에서 1100mm에 이르는 다양한 유형의 티타늄 합금 프로펠러를 생산했습니다. 생산 가능한 최대 직경은 1200mm이며, 고정형 티타늄 합금 프로펠러의 경우 질량은 130kg이다. 장기간 사용하면 티타늄 합금 프로펠러의 수명이 구리 합금 프로펠러의 5배 이상인 것으로 나타났습니다.

7. 선박 펌프, 밸브 및 배관 시스템
선박의 펌프, 밸브, 파이프는 극도로 가혹한 작업 조건으로 인해 구리 및 스테인리스강으로 제작된 파이프라인의 수명이 2{2}}5년밖에 되지 않습니다. 교체 후 티타늄 합금은 잘 작동하며 고속 해수 파이프라인에 적합합니다. 러시아 선박 파이프라인의 사용 수명 표준은 세 가지 연령 요구 사항, 즉 첫 번째 부두 수리 기간(8-9년)을 지정합니다. 서비스 수명은 15년 이상이어야 합니다. 모든 수준의 선박은 전체 수명 동안 25~30년 동안 안정적으로 작동해야 합니다.

8. 원자력선
러시아는 증기기관, 열교환기, 선박용 냉각기 등을 제작할 때 스테인레스강 대신 티타늄 합금을 사용해 부식 피해를 극복하고 있다. 러시아의 기존 원자력 쇄빙선의 동력 장치는 티타늄 증기 엔진을 널리 사용합니다.