Dünya yüzeyinin-üçte ikisinden fazlasını kaplayan geniş bir alan olan okyanus, insanoğlunun keşiflerinin sınırlarından biridir. Derin denizdeki basınç çok büyüktür; Derinlikteki her 10 metrelik artışta basınç bir atmosfer artar. 10.000 metreyi aşan en derin noktalarında hidrostatik basınç, santimetre kare başına bir tondan fazla ağırlığın taşınmasına eşdeğer olan 110 megapaskalın- üzerine ulaşır.
Bu tür aşırı fiziksel ortamlarda, herhangi bir ekipmanın kabuk malzemesi yalnızca yapısal bir bariyer değil aynı zamanda görevin başarısını veya başarısızlığını ve personelin güvenliğini belirleyen bir cankurtaran halatıdır. Bu nedenle, basınca- dirençli yapısal malzemelerin aynı anda deformasyona direnmek için son derece yüksek bir güce, gevrek kırılmayı önlemek için mükemmel tokluğa, karmaşık kimyasal ve biyolojik ortamlarla başa çıkabilmek için olağanüstü korozyon direncine ve etkili yüzdürme kontrolü ve enerji ekonomisi elde etmek için mümkün olan en düşük yoğunluğa sahip olması gerekir.
Derin deniz ekipmanının basınçlı gövdesinin malzemesi{0}}araştırma ve geliştirmenin temel alanlarından biridir. Küresel derin-deniz ekonomisinin 2025 yılına kadar bir trilyon doları aşması beklenirken, titanyum alaşımları (geleneksel metalik malzemeler) ve kompozit malzemeler (-metalik olmayan malzemeler) iki ana malzeme sistemidir ve bunların evrimi, insanın derin deniz keşfinin ve kullanımının derinliğini ve kapsamını etkiler.
01. Titanyum Alaşımı
Titanyum alaşımları, 20. yüzyılın ortalarından bu yana derin deniz ekipmanlarında-"altın standart" olmuştur. Avantajları malzemenin doğal özelliklerinden kaynaklanmaktadır:
A. Spesifik mukavemet ve spesifik sertlik
B. Korozyon direnci
C. Mükemmel tokluk
02. Kompozit malzemeler
Titanyum alaşımlarının avantajları malzeme doğasından kaynaklanıyorsa, kompozit malzemeler insan tasarımının yaratıcılığına dayanır. Tek bir malzeme değil, isteğe göre tasarlanan, karbon elyaf takviyeli epoksi reçine ile temsil edilen bir malzeme sistemidir.
Derin-deniz kompozit basınçlı teknelerinin sırrı, doğayı taklit eden ve katmanları işlevsel olarak katmanlara ayıran çok-seviyeli yapılarında yatmaktadır.
Bu "tasarlanmış malzeme" benzeri görülmemiş avantajlar sunuyor:
A. Son derece yüksek spesifik mukavemet ve spesifik modül: T800 sınıfı ve üzeri yüksek-modüllü karbon fiberlerin spesifik mukavemeti, titanyum alaşımlarınınkinin 2-3 katına ulaşabilir. Bu, aynı basınç dayanımına ulaşılırken kompozit kabuğun ağırlığının önemli ölçüde azaltılabileceği ve böylece dalgıcın dayanıklılığının ve manevra kabiliyetinin büyük ölçüde artırılabileceği anlamına gelir. (Özgül modül, bir malzemenin yük taşıma kapasitesini ölçmek için kullanılan, bir malzemenin elastik modülünün yoğunluğuna oranıdır.)
B. Mükemmel yorulma direnci: Alternatif basınç yükleri altında, kompozit malzemelerdeki çatlak yayılma yolu metallere göre daha dolambaçlı olup (çok sayıda fiber-matris arayüzünü atlaması gerekir) ve yorulma ömrü genellikle metalik malzemelerinkinden çok daha uzundur.
C. Mükemmel tasarım özgürlüğü: Lif yerleştirme sırasını, açısını ve yerel kalınlaştırmayı değiştirerek yapının "topoloji optimizasyonu" elde edilebilir, bu da gerilim yoğunlaşma alanlarında hedeflenen takviyeye ve düşük-gerilme alanlarında ağırlığın azaltılmasına olanak tanır, böylece malzeme dağıtımının verimliliği en üst düzeye çıkarılır.
Sonuç olarak, derin deniz ekipmanının gerçek mühendislik tasarımında malzeme seçimi hiçbir şekilde "hangisi daha güçlü" sorusu değildir; dalış derinliği gereklilikleri, kullanım senaryoları, maliyet kontrolü ve üretim süreçleri gibi faktörleri hesaba katan kapsamlı bir karar gerektirir.
Gelecekte, derin deniz uygulamalarına yönelik-yüksek performanslı yeni malzemelerin geliştirilmesi ve uygulanması-deniz bilimi ve teknolojisinin temel odak noktası olmaya devam edecek.
Baoji Reliab Metal Malzemeler Co, Ltd
Mobil: 0086 13092900605
Satış Departmanı 1: WhatsApp +8613092900605 (Bay Gary)
Satış Departmanı 2: +8613092913521(Bayan Sophia)
Adres: No.35 Baoti Rd, Weibin Bölgesi, Baoji, Çin
