समुद्री धातु टाइटेनियम मिश्र धातु, पनडुब्बियों की श्रेष्ठता के लिए उपयुक्त

टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुएँ 1950 के दशक में विकसित नई सामग्रियाँ हैं। नौसैनिक उपकरणों के विकास के साथ, नौसैनिक उपकरणों की आवश्यकताएं अधिक से अधिक होती जा रही हैं, और स्टील, लोहा, एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम और उनके मिश्र धातु जैसी पारंपरिक धातुएं अब कई क्षेत्रों की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती हैं। अपने उत्कृष्ट गुणों के कारण, टाइटेनियम मिश्र धातुओं ने जहाजों और समुद्री इंजीनियरिंग उपकरणों का अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित किया है, और उन्हें "समुद्री धातु" कहा जाता है। "नौसेना उपकरण" के मूल के रूप में, पनडुब्बियां रणनीतिक परमाणु बलों का स्तंभ हैं और एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। क्या पनडुब्बियों को बनाने के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग प्रदर्शन में नई सफलताएँ ला सकता है? आज हम पनडुब्बियों पर टाइटेनियम मिश्र धातु के फायदों का विश्लेषण करेंगे।

पहला लाभ - उच्च विशिष्ट शक्ति

विशिष्ट शक्ति से तात्पर्य भौतिक शक्ति और घनत्व के अनुपात से है। विशिष्ट ताकत जितनी अधिक होगी, संरचनात्मक वजन उतना ही कम होगा जो समान ताकत डिजाइन के तहत प्राप्त किया जा सकता है, और इसके विपरीत, उतनी ही अधिक ताकत जो समान संरचनात्मक गुणवत्ता के तहत प्राप्त की जा सकती है। उच्च विशिष्ट शक्ति उपकरण डिज़ाइन को अधिक कॉम्पैक्ट बना सकती है, संरचनात्मक द्रव्यमान को काफी कम कर सकती है और उपकरण की सुरक्षा में सुधार कर सकती है।

दबाव शेल पर उच्च विशिष्ट शक्ति का प्रभाव

जब पनडुब्बी की संरचना का समय निर्धारित होता है, तो पनडुब्बी की अंतिम गोता गहराई शेल सामग्री की उपज शक्ति और शेल की मोटाई के उत्पाद के समानुपाती होती है। दबाव पतवार को मोटा करके गोता लगाने की गहराई बढ़ाने से पनडुब्बी की पेलोड क्षमता कम हो जाती है। यदि पेलोड क्षमता बनाए रखी जाती है, तो पनडुब्बी का आकार उस बिंदु तक बढ़ जाएगा जहां यह व्यावहारिक रूप से अनुपयोगी हो जाएगी, जिससे पनडुब्बी का समग्र प्रदर्शन कम हो जाएगा। इसलिए, उच्च विशिष्ट शक्ति वाली सामग्रियों के उपयोग पर विचार किया जाना चाहिए।

ऊपर दी गई तालिका में कई गहरे समुद्र के दबाव शेल सामग्रियों के प्रदर्शन डेटा से यह देखा जा सकता है कि हालांकि टाइटेनियम मिश्र धातु की उपज ताकत उच्च शक्ति वाले स्टील जितनी अच्छी नहीं है, लेकिन इसके उच्च होने के कारण इसकी विशिष्ट ताकत अधिक है विशिष्ट शक्ति. कम घनत्व. यह वर्तमान में उपलब्ध कई पनडुब्बी पतवार सामग्रियों में से एक है। सामग्रियों के बीच टाइटेनियम मिश्र धातु का प्रदर्शन सबसे अच्छा है, इसलिए टाइटेनियम मिश्र धातु पनडुब्बियों और गहरी पनडुब्बियों के लिए दबाव प्रतिरोधी शेल सामग्री के रूप में बहुत फायदेमंद है। वास्तव में, रूस की दो टाइटेनियम मिश्र धातु पनडुब्बियाँ 800 मीटर से 1,55 मीटर की गहराई तक गोता लगा सकती हैं; और दुनिया में अधिकांश गहरी पनडुब्बियों के दबाव-प्रतिरोधी गोले टाइटेनियम मिश्र धातु से बने होते हैं।

प्रोपेलर पर उच्च विशिष्ट शक्ति का प्रभाव

शांत प्रदर्शन को आगे बढ़ाने के लिए, आधुनिक पनडुब्बियां अक्सर बड़े-व्यास, कम गति, सात-ब्लेड, उच्च-झुकाव वाले प्रोपेलर का उपयोग करती हैं। इस प्रकार के प्रोपेलर की संरचना बड़ी और आयतन बड़ा होता है। पनडुब्बी का प्रोपेलर शाफ्ट (स्टर्न शाफ्ट) स्वयं एक कैंटिलीवर बीम के रूप में होता है। जब मुक्त सिरे का वजन बड़ा होगा, तो प्रोपेलर शाफ्ट मुड़ जाएगा और स्टर्न बेयरिंग लोड हो जाएगा। इसके अलावा, जब ट्रांसमिशन शाफ्ट का वजन बड़ा होगा, तो शाफ्ट सिस्टम का झुकना भी बढ़ जाएगा। ड्राइव शाफ्ट और प्रोपेलर के निर्माण के लिए उच्च विशिष्ट शक्ति सामग्री का उपयोग करके बीयरिंग विरूपण और शाफ्ट सिस्टम के परिणामी कंपन के कारण होने वाले असमान असर भार को कम किया जा सकता है।

दूसरा लाभ उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध है

टाइटेनियम में तटस्थ और ऑक्सीकरण वातावरण के साथ-साथ कई कठोर वातावरण में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली अन्य धातु सामग्री की तुलना में अधिक संक्षारण प्रतिरोध होता है। यह समुद्री जल में क्लोराइड आयनों के प्रति विशेष रूप से प्रतिरोधी है। टाइटेनियम को निष्क्रिय करने और इसे समुद्री जल के क्षरण से बचाने के लिए टाइटेनियम की सतह पर एक बेहद पतली और मजबूत ऑक्साइड फिल्म बनाई जा सकती है। टाइटेनियम की पैसिवेशन फिल्म में अच्छे स्व-उपचार गुण हैं। क्षतिग्रस्त या खरोंच लगने पर, यह एक नई सुरक्षात्मक फिल्म बनाने के लिए जल्दी और स्वचालित रूप से मरम्मत कर सकता है। यह ऑक्साइड फिल्म है जो टाइटेनियम को समुद्री जल के क्षरण से बचाती है। रासायनिक परिवर्तनों और संदूषण की अनुपस्थिति में, टाइटेनियम प्राकृतिक समुद्री जल द्वारा संक्षारण के प्रति पूरी तरह से प्रतिरोधी है।

पाइप और वाल्व के लिए उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध

समुद्री जल जहाज के पतवारों के लिए बहुत संक्षारक होता है, लेकिन संक्षारण रोधी प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, संक्षारण प्रतिरोधी स्टील, संक्षारण रोधी पेंट और इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण रोधी का उपयोग करके सेवा जीवन के दौरान जहाज के पतवार की सुरक्षा सुनिश्चित की जा सकती है। और अन्य साधन. हालाँकि, पनडुब्बियों की पाइपलाइन प्रणाली बहुत जटिल है, तकनीक मौजूद नहीं है, और पाइपलाइन में प्रवाह दर अधिक है, जिससे जंग बढ़ जाएगी। प्रासंगिक परीक्षणों के अनुसार, टिन कांस्य वाल्व और 70/30 तांबे-निकल मिश्र धातु पाइप का उपयोग 15 महीनों के लिए 4.5 मीटर/सेकेंड की पानी की गति पर किया गया था, और दोनों वाल्व और पाइप छिद्रित थे; जबकि सभी-टाइटेनियम पाइपों की पानी की गति 6m/s थी।

36 महीने और कोई उल्लेखनीय परिवर्तन नहीं। इसका मतलब यह है कि समुद्री जल पाइपलाइनों और वाल्वों में टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री का उपयोग पाइपलाइन व्यास को कम कर सकता है, पानी की गति बढ़ा सकता है और सेवा जीवन बढ़ा सकता है।

तीसरा लाभ अच्छा ध्वनि संचरण प्रदर्शन है

सोनार पनडुब्बी की "आँखें" है और इसकी सुरक्षा के लिए सोनार को एक बाड़े के अंदर रखा जाता है। टाइटेनियम मिश्र धातु में उच्च विशिष्ट शक्ति, छोटे थर्मल विस्तार गुणांक, उच्च प्रतिरोध और अच्छे ध्वनि संचरण प्रदर्शन की विशेषताएं हैं, इसलिए इसका उपयोग पनडुब्बी ध्वनिक उपकरणों में किया जाता है। उदाहरण के लिए, पूर्व सोवियत संघ की टाइप 607A उड़ने वाली मिसाइल परमाणु पनडुब्बी के सोनार गुंबद टाइटेनियम और सोने से बने होते हैं; और हमारे देश द्वारा खरीदे गए "मिन्स्क" और "कीव" विमान वाहक के सोनार गुंबद भी सोने से बने हैं। टाइटेनियम मिश्र धातु से बना है। इन वास्तविक उपयोग स्थितियों से देखते हुए, टाइटेनियम मिश्र धातु का ध्वनि संचरण प्रदर्शन फाइबरग्लास और स्टेनलेस स्टील की तुलना में बेहतर है, जो सोनार के प्रदर्शन को प्रभावी ढंग से सुनिश्चित कर सकता है।