Az utóbbi években, mivel az energiaipar egyre inkább nagyobb hatékonyságot, megbízhatóságot és hosszabb berendezések élettartamát követelte meg,titánötvözetek, nagy specifikus szilárdságukkal, kiváló korrózióállóságukkal és kiemelkedő fáradtsági teljesítményükkel, fokozatosan helyettesítették a hagyományos anyagokat az alapkomponensekben, például a gőzturbinapengéket és a generátor őrgyűrűket, amelyek kulcsfontosságú erővé váltak az ipar technológiai frissítését. Ez a cikk a konkrét alkalmazási forgatókönyvek alapján elemzi, hogy a titánötvözetek hogyan oldják meg az elektromos berendezések "anyagi szűk keresztmetszetét".
Alacsony - A gőzturbinák nyomásértéke: 40% -os súlycsökkentés, fokozott korrózióállóság
Hagyományos kihívásGE
A gőzturbinák alacsony - nyomásszakaszának utolsó néhány szakaszát folyamatosan ki vannak téve a magas hőmérsékleteknek, a magas páratartalomnak és a korrozív tápközegeknek (például a kondenzátor szivárgása, szulfidok klorid -ionjai). A hagyományos martenzites króm króm rozsdamentes acél (például CR13 acél) pengék nagy sűrűségük miatt (kb. 7,85 g/cm3) a nagy centrifugális erőknek kell ellenállniuk a nagy - sebességforgatás során, ami a pengék gyökérének gyökerén történő fáradtság töréseihez vezethet; Sőt, a pontozással és a hasadékkal szembeni ellenállásuk nem elegendő, és a korróziós helyek könnyen repedésforrásokká válhatnak, jelentősen lerövidítve a penge élettartamát.
Titánötvözet -oldat
1. könnyű és stresszcsökkentés: A titánötvözet sűrűsége csak 4,51 g/cm3 (például a Ti-6AL-4V ötvözet), a penge tömegét 40% -kal csökkenti, és jelentősen csökkenti a centrifugális erőt a penge gyökérnél, a fáradtság élettartamát több mint 3-szor növelve;
2. Korróziós rezisztencia áttörés: A titánötvözet felülete sűrű oxidfilmet képez, amely 5 - a CR13 acél korrózióállóságának 8-szorosa sótartalmú gőzig biztosítja, és teljesen kiküszöböli a pontozás és a réskorrózió kockázatát;
3. Stabil fáradtság teljesítménye: A levegőben a Ti-6AL-4V ötvözet fáradtságát 30% -kal magasabb, mint a CR13 acélé; A 3,5%-os NaCl-oldatban a CR13 acél fáradtsági szilárdsága 60%-80%-kal csökken, míg a titánötvözet teljesítménye szinte nem érinti.
Alkalmazási eredmények
Egy erőmű felújítási projektjében az alacsony - nyomásszakasz utolsó két pengéjét titánötvözettel helyettesítve 3 évről 8 évre növelte a penge élettartamát, 65%-kal csökkentette a karbantartási költségeket, és 1,2%-kal javította az egység hatékonyságát.
Generátorok őrgyűrűi: Nem - mágneses, nagy szilárdságú, stressz -korrózióállóság
Hagyományos anyagkorlátozások
A generátor őrgyűrűknek ellenállniuk kell a rotor magas - sebességforgása, valamint ellenállni a stressz -korrózió -repedésnek (SCC) a vízi közegben. A jelenlegi mainstream anyag, az austenit fe - Mn - CR ötvözet, bár bizonyos szilárdsággal rendelkezik, két fő hátránya van:
1. stressz -korrózióérzékenység: A klorid -ionban az SCC -re hajlamos a - környezeteket tartalmazó klorid -ionban, ami hirtelen penge töréseket okoz;
2. mágneses interferencia: Az ötvözet maradék mágnesessége befolyásolhatja a generátor elektromágneses teljesítményét, és további demagnetizációs kezelést igényel.
A titánötvözet előnyei
1. Nincs mágnesesség: A titánötvözet nem - ferromágneses anyag, és nem zavarja az elektromos generátor mágneses mezőjét;
2. Szuper nagy szilárdság és keménység: A ti - 6AL - 4V ötvözet szakítószilárdsága meghaladja az 1000 MPa-t, és a törés-szilárdság (KIC) nagyobb vagy egyenlő, vagy egyenlő 60 MPa · m¹/², messze meghaladja a Fe-Mn-Cr ötvözetét;
3. A stressz -korrózióval szembeni ellenállás: Például egy 3,5% -os NaCl -oldatban a titánötvözet -őr gyűrű korrózió kritikus stressz (σth) 2,5 -szerese a Fe - Mn - cr ötvözetéből, biztosítva a hosszú -}}}}}}}}}}}}}} -et.
Jelentkezési eset
A vízenergia -állomás generátor őrgyűrűinek frissítési projektjében a titánötvözet -őrgyűrűk használata után a berendezés 5 évig folyamatosan fut, repedések nélkül, míg az eredeti Fe -} Mn - CR ötvözet -gyűrűket átlagosan 2 évente cserélni kellett, és a teljes költségek 70% -os csökkenését eredményezték.
Műszaki és gazdasági előnyök: A "magas - end csere" -től a "teljes iparági promóció" -ig
Noha a titánötvözet egység ára magasabb, mint a rozsdamentes acélé, annak jelentős költségelőnyei az egész életciklus során a következők:
Bővített élettartam: A titánötvözet-alkatrészek élettartama 3-5-szerese az acél elérésének, csökkentve a gyakori pótlások költségeit;
Hatékonyság javítása: A könnyűsúly csökkenti az energiafogyasztást. Például, miután csökkentette a gőzturbina pengék súlyát, az egység hatékonysága 0,8%-1,5%-kal növekszik;
Karbantartási egyszerűsítés: A korrózióállóság csökkenti a karbantartás leállását, és az éves működési idő 200-300 órával növelhető.
A China Power Equipment Materials Association statisztikái szerint a titánötvözet használata után egyetlen nagy - méretarányos energiatermelő egység (1000 MW) több mint 20 millió jüan -t takaríthat meg 10 év alatt, a befektetési megtérülési ráta 180%-kal.
Jövőbeli kilátások: A titánötvözetek "villamosításának" gyorsulása
A titán anyagok költségeinek csökkenésével (a titánlemezek hazai ára 35% -kal csökkent az elmúlt öt évben) és a feldolgozási technológiák érettségét (például precíziós gördülést és 3D nyomtatást) a titánötvözetek alkalmazása az energiatermeknél a magas-}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} nyomtatást eredményez. Várható, hogy 2030 -ra a Kínában a gőzturbinák titán pengékének piaci részesedése meghaladja a 40%-ot, és a generátor őrgyűrűk titán ötvözési aránya eléri a 60%-ot, elősegítve az energiafelszerelések átfogó frissítését a "nagy hatékonyság, alacsony szén -dioxid -kb. És hosszú élettartam" felé.
A titánötvözet -lemezek sikeres alkalmazása az energiaiparban az anyagtudomány és a mérnöki gyakorlat tökéletes kombinációja. A gőzturbina pengék „korrózió - kudarc” problémájának megoldásától kezdve a generátor őrgyűrűk "stressz -korrózió" szűk keresztmetszetéig, a titánötvözetek átalakítják az energiatermelés alapvető versenyképességének alapvető versenyképességét, a "fénysúlyos, korróziós rezisztencia és a nagy teljesítményt nyújtó kulcsfontosságú anyagok támogatásának biztosítása érdekében.
Baoji Yibaite Új Anyagok Technológiai Kft.
A titántermékek legjobb gyártója és szállítója a legjobb áron.