钛在船舰上的应用

钛在轮船和军舰的应用

一、综合性能优异的声纳导流罩

       在前苏联，过去生产的舰船纳声流罩是用玻璃钢（FRP）制造的，后来大多改用钛合金，

使用证明：钛合金声纳导流罩具有优秀的综合性能，它们生产的“库尔斯克”号声纳系统是用钛合制造的。中国采购的K877艇、K636艇、956艇、“辽宁”航母等的声纳导流罩全是钛合金制的。

中国早些年建造的舰艇声纳导流罩根据水下、水面应用的要求不同，有的用不锈钢制造，有的用玻璃钢制造，“九五”期间对钛合金导流罩作了深入的全面研究，取得了丰硕的成果，现在逐步改用钛合金的。

二、舰船螺旋浆

舰船螺旋浆对材料的要求是：强度高，对海水的有强的抗疲劳性能，耐冲刷和空泡腐蚀。

钛螺旋浆寿命比铜合金的长5倍余。

就现有的材料来说，钛合金是能满足这些要求的首选材料。

美国海军率先在水翼艇上使用直径为1500mm、四叶可拆式超空泡钛合金螺旋浆。

1972年中国研制成水翼快艇钛合金螺旋浆，至2014年估计已生产直径450mm~1500mm的各种这种浆约800件，质量最大的超过160kg。不过长期使用与运转表明，钛合金螺旋浆及其轴在制造成本方面的优势还未充分显现出来，所以钛合金螺旋浆的应用还未达到普遍实用化阶段，有待进一步研发与推广。

在钛螺旋浆类部件中还包括船舵与轴承座等。

三、发动机排气冷却管及消声器

在中型快艇中，发动机排放的气体温度高达500℃，通过船内的管道从船尾排气，一方面需向管内（双重冷却管）通以冷却海水，使废气降温，另方面要装设消声器（Silencer），使排气噪声降到60dB以下，钛材是制造消声器的良好材料：在高温下的耐久性比铝合金的强和长，密度比不锈的低，还有良好的消声效果。

日本消声装置中的变频器（混合器minxing）大都已全部换成钛制的，选用钛材制造混合器的理由是：高温端的温度高达500℃，要求材料有良好的高温持久强度；低温端的温度虽不高，在100℃左右，但是与海水接触，需要有高的抗腐蚀性能。当前中型高速舰船的变频装置大都是铝制的，但铝的高温性能不好，易在焊缝部位及热影响区开裂，低温端易受海水腐蚀；如用不锈钢制造，焊接部分会发生应力腐蚀开裂。它们的使用期限为5a~10a，期间需进行多次维修。

钛比铝的强度高，在等强度时，用的钛材厚度比铝板的薄得多，比不锈钢的薄40%左右。另外，在成品价格方面，钛制品的价格为铝制品及不锈钢制品的2倍左右。如果考虑维修费用及更换新零部的费用，采用钛制零部件无疑要合算得多。日本海上保安厅2002年提出，舰船上的海水与排放废气混合装置一律改用钛材制造。

四、舰船上的泵、阀及管道系统

舰船上的泵、阀、配管如发动机冷却水及消防海水的管道系统工作条件非常恶劣，过去都是用铜制造的，也有用内涂防腐层钢管与不锈钢管制造的，但它们的服役期限都不长，只有2a~5a，如果改用钛泵、钛阀、钛管路则寿命长达25a~30a，不但总的费用大大下降，而且在运行期间安全可靠，不会发生腐蚀、泄漏及其他安全方面的事故。 前苏联-俄罗斯的标准规定，钛管路寿命为3个年限：第一个年限为8a~9a，下水到首次进坞维修；第二次服役寿命应不短于15a；第三次为5a~10a。要求所用等级舰船应于25a~30a期间可靠运行。当前在所有的结构材料中只有钛及钛合金能满这一要求，也是在方面性价比最高的材料。