صفحات آلیاژ تیتانیوم: خوردگی سبک - انقلاب مقاوم در برابر اجزای کلیدی در صنعت برق

در سالهای اخیر ، از آنجاصفحات آلیاژ تیتانیوم، با استحکام خاص خود ، مقاومت در برابر خوردگی عالی و عملکرد خستگی برجسته ، به تدریج مواد سنتی را در اجزای اصلی مانند تیغه های توربین بخار و حلقه های نگهبان ژنراتور جایگزین کرده و به یک نیروی کلیدی منجر به ارتقاء فن آوری صنعت تبدیل شده است. در این مقاله ، بر اساس سناریوهای کاربردی خاص ، تجزیه و تحلیل چگونگی حل صفحات آلیاژ تیتانیوم "تنگنای مواد" تجهیزات برق انجام خواهد شد.

 

 چالش سنتیجنجال

چند مرحله آخر بخش فشار کم-} توربین های بخار دائماً در معرض درجه حرارت بالا ، رطوبت بالا و رسانه های خورنده قرار می گیرند (مانند یونهای کلرید از نشت کندانسور ، سولفیدها). پره های سنتی کروم مارتنزیتی کروم (مانند فولاد CR13) ، به دلیل چگالی زیاد آنها (تقریباً 7.85 گرم در سانتی متر مربع) ، باید در برابر چرخش سرعت زیاد- مقاومت کنند ، که می تواند منجر به شکستگی های خستگی در ریشه تیغه ها شود. علاوه بر این ، مقاومت آنها در برابر گودال و خوردگی Crevice کافی نیست و مکانهای خوردگی به راحتی می توانند به منابع ترک تبدیل شوند و طول عمر تیغه را به میزان قابل توجهی کوتاه می کنند.

 محلول آلیاژ تیتانیوم

1. کاهش وزن و کاهش استرس: آلیاژ تیتانیوم دارای چگالی تنها 4.51 گرم در سانتی متر مربع (مانند آلیاژ TI-6AL-4V) است که وزن تیغه را 40 ٪ کاهش می دهد و به طور قابل توجهی نیروی گریز از مرکز را در ریشه تیغه کاهش می دهد و عمر خستگی را بیش از 3 بار افزایش می دهد.

2. دستیابی به موفقیت مقاومت در برابر خوردگی: سطح آلیاژ تیتانیوم یک فیلم اکسید متراکم تشکیل می دهد و 8- 8 برابر مقاومت خوردگی فولاد CR13 در برابر بخار حاوی نمک را فراهم می کند ، و خطر ابتلا به آن را از بین می برد.

عملکرد خستگی پایدار: در هوا ، قدرت خستگی آلیاژ TI-6AL-4V 30 ٪ بیشتر از فولاد CR13 است. در محلول 3.5 ٪ NaCl ، مقاومت خستگی از فولاد CR13 60 ٪ -80 ٪ کاهش می یابد ، در حالی که عملکرد آلیاژ تیتانیوم تقریباً بی تأثیر است.

 نتایج کاربرد

در یک پروژه نوسازی نیروگاه ، جایگزین کردن دو تیغه آخر بخش فشار کم- با آلیاژهای تیتانیوم طول عمر تیغه را از 3 سال به 8 سال افزایش داد ، هزینه های نگهداری را 65 ٪ کاهش داد و بازده واحد را 1.2 ٪ بهبود داد.

 محدودیت های مواد سنتی

حلقه های نگهبان ژنراتور باید در برابر نیروی عظیم گریز از مرکز تولید شده توسط چرخش سرعت بالا - و همچنین مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس (SCC) در محیط آب مقاومت کنند. ماده اصلی فعلی ، Austenitic FE {{2} Mn - Cr آلیاژ ، اگرچه دارای قدرت خاصی است ، اما دارای دو اشکال اساسی است:

1. حساسیت به خوردگی استرس: مستعد ابتلا به SCC در یون کلرید-} حاوی محیط است و باعث شکستگی ناگهانی تیغه می شود.

2. تداخل مغناطیسی: مغناطیس باقیمانده آلیاژ ممکن است بر عملکرد الکترومغناطیسی ژنراتور تأثیر بگذارد ، و نیاز به درمان دیمگنتیزاسیون اضافی دارد.

 مزایای آلیاژ تیتانیوم

1. بدون مغناطیس: آلیاژ تیتانیوم یک ماده فرومغناطیسی غیر {1} است و در میدان مغناطیسی ژنراتور الکتریکی تداخل نخواهد داشت.

استحکام و استحکام فوق العاده بالا: مقاومت کششی Ti- 6al-} 4V آلیاژ بیش از 1000 مگاپاسکال است ، و استحکام شکستگی (KIC) بیشتر از یا مساوی با 60 مگاپاسکال · M¹/² است ، بسیار فراتر از آلیاژ Fe-MN-CR-CR است.

مقاومت در برابر خوردگی استرس: به عنوان مثال ، در یک محلول NaCl 3.5 ٪ ، استرس بحرانی خوردگی (σth) حلقه نگهبان آلیاژ تیتانیوم 2.5 برابر از FE {{3} Mn -} آلیاژ ، اطمینان از عملکرد ایمن 5-.

 پرونده درخواست

در پروژه به روزرسانی حلقه های نگهبان ژنراتور یک ایستگاه برق آبی ، پس از استفاده از حلقه های نگهبان آلیاژ تیتانیوم ، تجهیزات به مدت 5 سال بدون هیچ گونه ترک به طور مداوم اجرا می شوند ، در حالی که FE اصلی {1} mn {-} حلقه های نگهدارنده آلیاژ به طور متوسط ​​هر 2 سال یکبار جایگزین می شود و در نتیجه باعث کاهش 70 ٪ در هزینه های کلی می شود.

اگرچه قیمت واحد آلیاژ تیتانیوم بالاتر از فولاد ضد زنگ است ، اما مزایای قابل توجه هزینه آن در کل چرخه زندگی عبارتند از:

طول عمر طولانی: طول عمر اجزای آلیاژ تیتانیوم 3-5 برابر از فولاد است و هزینه تعویض های مکرر را کاهش می دهد.

بهبود کارآیی: سبک وزن باعث کاهش مصرف انرژی می شود. به عنوان مثال ، پس از کاهش وزن تیغه های توربین بخار ، راندمان واحد 0.8 ٪ -1.5 ٪ افزایش می یابد.

ساده سازی تعمیر و نگهداری: مقاومت در برابر خوردگی باعث کاهش خرابی برای نگهداری می شود و زمان کار سالانه می تواند 200-300 ساعت افزایش یابد.

براساس آمار انجمن مواد تجهیزات برق چین ، پس از استفاده از آلیاژ تیتانیوم ، یک واحد تولید برق در مقیاس بزرگ {0 {0 (سطح 1000 مگاوات) می تواند بیش از 20 میلیون یوان را در 10 سال کار با نرخ بازده سرمایه گذاری 180 ٪ پس انداز کند.

با کاهش هزینه مواد تیتانیوم (قیمت داخلی صفحات تیتانیوم در 5 سال گذشته 35 درصد کاهش یافته است) و بلوغ فن آوری های پردازش (مانند نورد دقیق و چاپ سه بعدی) ، استفاده از آلیاژهای تیتانیوم در صنعت نیرو از واحد بالا - end به واحدهای متعارف گسترش می یابد. پیش بینی می شود تا سال 2030 ، سهم بازار تیغه های تیتانیوم در توربین های بخار در چین از 40 ٪ تجاوز کند و میزان آلیاژ تیتانیوم حلقه های نگهبان ژنراتور به 60 ٪ برسد و ارتقاء جامع تجهیزات برق را به سمت "راندمان بالا ، کربن کم و طول عمر طولانی" ارتقا دهد.

کاربرد موفقیت آمیز صفحات آلیاژ تیتانیوم در صنعت برق ترکیبی کامل از علوم مواد و روش مهندسی است. از حل "خوردگی-} شکست" مشکل تیغه های توربین بخار گرفته تا شکستن از طریق "خوردگی استرس" از حلقه های نگهبان ژنراتور ، آلیاژهای تیتانیوم در حال تغییر شکل مجدد رقابت اصلی تجهیزات قدرت با سه مزیت اصلی خود در مورد "سبک وزن ، مقاومت خوردگی ، مقاومت خوردگی و عملکرد بالا" هستند.

شرکت فناوری جدید Baoji Yibaite Material Technology ، Ltd

بهترین تولید کننده و تأمین کننده محصولات تیتانیوم با بهترین قیمت.

درخواست نقل قول