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钛合金耐压舱的材料特征和应用领域

更新时间  2024-11-08 阅读 12

一、钛合金耐压舱的材料特性- 强度与抗压性 - 采用钛合金材料制成,强度高,抗压性能好,在承受较高压力时不容易出现挤压变形、爆裂等现象,能够适应高强度压力环境,例如在深海探测等需要承受巨大水压的场景下可以正常使用。- 重量与耐腐蚀性 - 重量轻且耐腐蚀,这使得它在多种复杂环境下都能保持较好的性能,无论是在海洋环境(海水腐蚀)还是其他可能存在腐蚀因素的场景中,其使用寿命和可靠性都能得到保障。像TC4钛合金耐压舱可以根据客户需求定制规格型号,包括全海深舱体的定制或者舱体结构优化等服务。

二、钛合金耐压舱的应用领域 - 海洋探测领域 - 可作为深海机器人水下电池舱、水下声呐舱、深海电池舱、深海探测舱等使用,在深海探测、海洋观测平台等方面有着广泛的应用。例如在无人遥控潜水器、自主式水下潜航器、潜标和水下AUV壳体等设备中都可以使用钛合金耐压舱来保护内部设备免受高压海水的影响。 - 其他领域 - 在冶金、电子、医疗、化工、石油、航天、航空等国民经济领域也有应用潜力,由于其良好的耐压性、耐腐蚀性等特点,可以在一些对设备外壳有特殊要求的设备中作为耐压舱体使用。2020年10月27日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟shou ci下潜突破1万米,达到10058米;2020年11月10日,“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟10909米深度的海底,实现对地球海洋zui深处的挑战,标志着我国具备了到达全球海洋任何一处海底开展科考作业的能力,从而在这一领域占据世界No.1的技术水平。

载人潜水器的核心是载人耐压舱。这个舱体需要承受数千米水深带来的巨大压力,为潜航人员撑起一片安全的空间。耐压舱的制造水平决定了潜水器的下潜深度。与作战用的潜艇(下潜深度数百米)追求快速航行和扩大内部空间而使用近似于圆柱形的耐压舱不同,科考用的载人潜水器要下潜到更深的水下,因此耐压舱使用结构简单、承载能力强的球形结构,因此也被称作球舱(上图为“蛟龙”号7000米级载人潜水器的结构示意图)。


球舱要求具有高强、轻质、耐海水腐蚀的特点。高强度好理解,为什么还要求轻呢?这是因为潜水器只有在平均密度与水基本相当时才能稳定地悬浮在水中,而在从海面下潜过程中要增加压载物以加大重量,在上浮回海面时则要抛掉压载物减重(科研所用的潜水器每次只下到海里打一个来回,所以使用一次性的压载铁块;要反复下潜上浮的军用潜艇则通过调节压载水舱中海水和压缩空气的量来控制沉浮)。使用较轻质的材料可以减轻潜水器的自重,使浮力的控制更加容易。轻质、高强、耐腐蚀,同时满足这三个要求的材料选项就很明确了——钛合金。事实上,世界上绝大部分科研用潜水器都采用钛合金来制造耐压舱(另有少部分采用不锈钢),上图是总装中的国产4500米级载人潜水器“深海勇士”号,右侧的大圆球就是钛合金载人球舱,内径2.1米,可以容纳三人。

钛合金材料在以载人深潜器为代表的深海装备耐压结构上的成功使用,为深海领域的装备选材和创新应用提供了良好示范。