नौसेना उपकरण में टाइटेनियम का अनुप्रयोग
नौसेना उपकरणों के लिए टाइटेनियम सबसे आशाजनक धातु सामग्री है।यह पूरी दुनिया में सतह के जहाजों, पानी के नीचे की पनडुब्बियों, गहरी पनडुब्बियों, पानी के नीचे के हथियारों, संचार उपकरणों और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। परमाणु पनडुब्बी में कंडेनसर, हीट एक्सचेंजर, सोनार कफन, समुद्री पाइपलाइन प्रणाली और धौंकनी टाइटेनियम के बने होते हैं। टाइटेनियम का व्यापक रूप से दबाव शेल, डीजल इंजन गैस निकास प्रणाली, सोनार कफन, समुद्री पाइपलाइन प्रणाली, धौंकनी, पंप और पारंपरिक पनडुब्बियों के वाल्व (636, k877, आदि) में उपयोग किया जाता है। यह आर्कटिक, अंटार्कटिक, भूमध्य रेखा, प्रशांत, हिंद महासागर और अटलांटिक महासागर के वैश्विक जल के माध्यम से रवाना हुआ है, और डिजाइन स्वीकार्य तनाव और सुरक्षा कारक के चयन की समस्याओं को हल किया है। टाइटेनियम का उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में विभिन्न पनडुब्बियों के जल जेट प्रणोदन उपकरणों में भी किया जाता है, जो तांबे के मिश्र धातु के साथ नौकायन करते समय पृथ्वी की चुंबकीय रेखा को काटने के कारण बड़े प्रेरित प्रवाह के प्रतिकूल प्रभाव पर प्रभावी ढंग से काबू पाता है।
2.1 पनडुब्बियों और गहरी पनडुब्बियों के दबाव के गोले
जब पनडुब्बी की संरचना तय हो जाती है, तो पनडुब्बी की अंतिम जलमग्न गहराई शेल सामग्री की उपज शक्ति और खोल की मोटाई के उत्पाद के सीधे आनुपातिक होती है। प्रेशर शेल को मोटा करके डाइविंग की गहराई बढ़ाने से पनडुब्बी के प्रभावी भार में कमी आएगी। यदि प्रभावी भार बनाए रखा जाता है, तो पनडुब्बी का आकार इस हद तक बढ़ाया जाएगा कि इसका उपयोग व्यवहार में नहीं किया जा सकता है। इसलिए, उच्च विशिष्ट शक्ति वाली सामग्रियों पर विचार किया जाना चाहिए। पनडुब्बी के खोल के लिए वर्तमान में उपलब्ध कई सामग्रियों में, टाइटेनियम मिश्र धातु का प्रदर्शन सबसे अच्छा है (विशिष्ट तुलना के लिए तालिका 1 देखें)। तालिका 1 से पता चलता है कि पनडुब्बियों और गहरी पनडुब्बियों के लिए दबाव प्रतिरोधी खोल सामग्री के रूप में टाइटेनियम मिश्र धातु बहुत फायदेमंद है।
कई गहरी पनडुब्बी दबाव शैल सामग्री के गुण
गुण | टाइटेनियम मिश्र धातु | उच्च शक्ति स्टील | एल्यूमीनियम मिश्र धातु | ||
Ti6Al4V कम ऑक्सीज | Ti-6Al-2Nb-1टा-0.8Mo | एनएस-90 | 10Ni-9सह | 7079-T6 | |
घनत्व | 4.42 | 4.49 | 7.85 | 7.85 | 2.8 |
लोचदार मापांक(किलो/मिमी3) | 11500 | 12000 | 21000 | 21000 | 7280 |
उपज ताकत (किलो / मिमी 2) | 84 | 70 | 90 | 120 | 42 |
विशिष्ट शक्ति | 19 | 15.6 | 11.5 | 15.3 | 15.0 |
विशिष्ट कठोरता | 2.600 | 2.67 | 2.675 | 2.675 | 2600 |
कठोरता सूचकांक | 5.09 | 5.10 | 3.52 | 3.52 | 6.86 |
पनडुब्बियों और गहरी पनडुब्बी के दबाव खोल में टाइटेनियम के अनुप्रयोग के उदाहरण
देश | सबमरीन या डीप सबमर्सिबल नाम | दबाव खोल सामग्री |
संयुक्त राज्य अमेरिका | 6100 मीटर गहराई सीक्लिफ गहरी पनडुब्बी | Ti-6Al-2Nb-1टा-0.8Mo |
जापान | 6000 मीटर गहराई गहरे समुद्र अभियान | तिवारी-6अल-4वी |
फ्रांस | 6000m गहराई SM97 गहरी पनडुब्बी | तिवारी-6अल-4वी |
पूर्व सोवियत संघ | "अल्फा" पूर्ण टाइटेनियम पनडुब्बी | Ti-6Al-4V कम ऑक्सीज |
पूर्व सोवियत संघ | "टाइफून" टाइटेनियम परमाणु पनडुब्बी | Ti-6Al-4V कम ऑक्सीज |
रूस | 988 मॉडल बहुउद्देशीय परमाणु पनडुब्बी | Ti-6Al-4V कम ऑक्सीज |
2.2 प्रोपेलर, प्रोपेलर शाफ्ट और वॉटर जेट प्रोपल्शन
कास्ट टाइटेनियम मिश्र धातु में उच्च विशिष्ट शक्ति, उच्च संक्षारण थकान प्रतिरोध और अच्छा गुहिकायन प्रतिरोध होता है (तालिका 3 देखें)। यह एक आदर्श प्रोपेलर सामग्री है, विशेष रूप से सुपर पोकेशन प्रोपेलर सामग्री। टाइटेनियम मिश्र धातु प्रोपेलर में हल्के वजन, उच्च प्रणोदन दक्षता और लंबी सेवा जीवन के फायदे हैं।
प्रोपेलर सामग्री के यांत्रिक गुण
वस्तु | तन्यता ताकत (किलो/मिमी2) | नम्य होने की क्षमता (किलो/मिमी2) | बढ़ाव (प्रतिशत) | संक्षारण थकान शक्ति (किलो / मिमी 2) | |
ताँबा मिश्रित धातु | मैंगनीज-लौह पीतल 55-3-1 | 47 | 17 | 20 | 8.5 |
एल्युमिनियम-निकल-लौह कांस्य 9-4-4 | 60 | 22 | 16 | 18 | |
टाइटेनियम मिश्र धातु | तिवारी-6अल-4वी | 96 | 83 | 11 | 35 |
2.3 हीट एक्सचेंजर्स और कंडेनसर
टाइटेनियम में स्थिर और गतिशील पानी युक्त स्वच्छ, प्रदूषित और रेत के लिए उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध है। उच्च ठंडा पानी वेग और पतली दीवार वाली कंडेनसर ट्यूब को गर्मी हस्तांतरण क्षमता में सुधार करने और कंडेनसर के वजन को कम करने की अनुमति है। टाइटेनियम ट्यूब का आसंजन छोटा होता है, और तरल टाइटेनियम की सतह पर मनका आकार में संघनित होता है। टाइटेनियम की संघनन दर तांबे की तुलना में 29.3 प्रतिशत अधिक है; संक्षेपण दर 304 स्टेनलेस स्टील की तुलना में 35 प्रतिशत अधिक है; संघनन दर 316 स्टेनलेस स्टील की तुलना में 17.5 प्रतिशत अधिक है, जो गर्मी हस्तांतरण के लिए भी फायदेमंद है। टाइटेनियम ट्यूब का सफाई गुणांक कॉपर मिश्र धातु ट्यूब की तुलना में अधिक होता है। उपरोक्त कारक टाइटेनियम की तापीय चालकता को B30 कॉपर मिश्र धातु की तुलना में कम बनाते हैं, लेकिन गर्मी हस्तांतरण दक्षता B30 के बराबर या थोड़ी अधिक है। इसी समय, टाइटेनियम ट्यूब का कंपन अलगाव भत्ता भी B30 ट्यूब की तुलना में अधिक है।