แผ่นโลหะผสมไทเทเนียม: การกัดกร่อนที่มีน้ำหนักเบา - การปฏิวัติที่ต้านทานต่อองค์ประกอบสำคัญในอุตสาหกรรมพลังงาน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในขณะที่อุตสาหกรรมพลังงานเรียกร้องให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นของอุปกรณ์แผ่นโลหะผสมไทเทเนียมด้วยความแข็งแรงที่เฉพาะเจาะจงสูงความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพความเหนื่อยล้าที่โดดเด่นได้ค่อยๆเปลี่ยนวัสดุแบบดั้งเดิมในส่วนประกอบหลักเช่นใบพัดกังหันไอน้ำและวงแหวนป้องกันเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากลายเป็นพลังสำคัญที่ผลักดันการอัพเกรดเทคโนโลยีของอุตสาหกรรม บทความนี้จะขึ้นอยู่กับสถานการณ์แอปพลิเคชันเฉพาะวิเคราะห์ว่าแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมจะแก้ปัญหา "คอขวดวัสดุ" ของอุปกรณ์ไฟฟ้าได้อย่างไร

 

 Challen ดั้งเดิมสิ่งมีชีวิต

ช่วงสองสามขั้นตอนสุดท้ายของส่วนความดันต่ำ - ของกังหันไอน้ำจะสัมผัสกับอุณหภูมิสูงความชื้นสูงและสื่อการกัดกร่อน (เช่นคลอไรด์ไอออนจากการรั่วไหลของคอนเดนเซอร์ซัลไฟด์) สแตนเลสสตีลมาร์เทนซิติกแบบดั้งเดิม (เช่นเหล็ก Cr13) เนื่องจากความหนาแน่นสูง (ประมาณ 7.85g/cm³) ต้องทนต่อแรงเหวี่ยงอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการหมุนความเร็วสูง - ยิ่งไปกว่านั้นการต่อต้านการกัดกร่อนของหลุมและรอยแยกนั้นไม่เพียงพอและพื้นที่การกัดกร่อนสามารถกลายเป็นแหล่งที่แตกได้ง่ายทำให้อายุการใช้งานของใบมีดสั้นลงอย่างมีนัยสำคัญ

 สารละลายโลหะผสมไทเทเนียม

1. การลดน้ำหนักเบาและความเครียด: โลหะผสมไทเทเนียมมีความหนาแน่นเพียง 4.51g/cm³ (เช่นโลหะผสม Ti-6AL-4V) ลดน้ำหนักใบมีด 40% และลดแรงเหวี่ยงที่รากใบมีดเพิ่มขึ้น

2. การพัฒนาความต้านทานการกัดกร่อน: พื้นผิวของโลหะผสมไทเทเนียมก่อตัวเป็นฟิล์มออกไซด์หนาแน่นโดยให้ 5 - 8 เท่าความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็ก Cr13 ต่อไอน้ำที่มีเกลือทำให้ความเสี่ยงของการกัดกร่อนและการกัดกร่อน

3. ประสิทธิภาพความเหนื่อยล้าที่มั่นคง: ในอากาศความแข็งแรงของความเมื่อยล้าของโลหะผสม Ti-6AL-4V สูงกว่าเหล็ก Cr13 30% ในสารละลาย NaCl 3.5%ความแข็งแรงของความเมื่อยล้าของเหล็ก Cr13 ลดลง 60%-80%ในขณะที่ประสิทธิภาพของโลหะผสมไทเทเนียมเกือบจะไม่ได้รับผลกระทบ

 ผลการสมัคร

ในโครงการปรับปรุงโรงไฟฟ้าการเปลี่ยนใบมีดสองใบสุดท้ายของส่วนต่ำ - ด้วยโลหะผสมไทเทเนียมเพิ่มอายุการใช้งานของใบมีดจาก 3 ปีเป็น 8 ปีลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา 65%และปรับปรุงประสิทธิภาพของหน่วย 1.2%

 ข้อ จำกัด ของวัสดุดั้งเดิม

วงแหวน Generator Guard จำเป็นต้องทนต่อแรงเหวี่ยงขนาดใหญ่ที่เกิดจากการหมุนความเร็วสูงของโรเตอร์ - เช่นเดียวกับการต้านทานการร้าวการกัดกร่อนของความเครียด (SCC) ในสื่อน้ำ วัสดุกระแสหลักในปัจจุบัน, ออสเทนนิติก fe - mn - cr โลหะผสมแม้ว่าจะมีความแข็งแกร่งบางอย่างมีข้อเสียสองประการที่สำคัญ:

1. ความไวต่อการกัดกร่อนของความเครียด: มีแนวโน้มที่จะ SCC ในคลอไรด์ไอออน - สภาพแวดล้อมที่มีสภาพแวดล้อมทำให้เกิดการแตกหักของใบมีดทันที

2. การรบกวนแม่เหล็ก: แม่เหล็กที่เหลือของโลหะผสมอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของแม่เหล็กไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งต้องใช้การกำจัดแม่เหล็กเพิ่มเติม

 ข้อดีของโลหะผสมไทเทเนียม

1. ไม่มีแม่เหล็ก: โลหะผสมไทเทเนียมเป็นวัสดุที่ไม่ใช่ - วัสดุ ferromagnetic และจะไม่รบกวนสนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

2. ความแข็งแรงและความทนทานสูงมาก: ความต้านทานแรงดึงของ Ti - 6AL - 4V โลหะผสมมีมากกว่า 1,000 MPa และความเหนียวแตกหัก (KIC) มากกว่าหรือเท่ากับ 60 mPa ·m¹/²

3. ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของความเครียด: ตัวอย่างเช่นในสารละลาย NaCl 3.5%, ความเครียดวิกฤตการกัดกร่อน (σth) ของแหวนป้องกันอัลลอยไทเทเนียมคือ 2.5 เท่าของ Fe - mn - Cr Alloy

 เคสใบสมัคร

ในโครงการอัพเกรดของวงแหวน Guardator Guard ของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำหลังจากใช้วงแหวนยามโลหะผสมไทเทเนียมอุปกรณ์ทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 5 ปีโดยไม่มีรอยแตกใด ๆ ในขณะที่ Fe ดั้งเดิม - mn - Cr Alloy Guard

แม้ว่าราคาต่อหน่วยของโลหะผสมไทเทเนียมจะสูงกว่าสแตนเลส แต่ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่สำคัญตลอดวงจรชีวิตทั้งหมดคือ:

อายุการใช้งานที่ยืดเยื้อ: อายุการใช้งานของส่วนประกอบอัลลอยไทเทเนียมคือ 3-5 เท่าของเหล็กลดค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนบ่อยครั้ง

การปรับปรุงประสิทธิภาพ: น้ำหนักเบาช่วยลดการใช้พลังงาน ตัวอย่างเช่นหลังจากลดน้ำหนักของใบมีดกังหันไอน้ำประสิทธิภาพของหน่วยจะเพิ่มขึ้น 0.8%-1.5%;

การบำรุงรักษาง่ายขึ้น: ความต้านทานการกัดกร่อนช่วยลดเวลาหยุดทำงานสำหรับการบำรุงรักษาและเวลาในการดำเนินงานประจำปีสามารถเพิ่มขึ้นได้ 200-300 ชั่วโมง

ตามสถิติจากสมาคมอุปกรณ์อุปกรณ์พลังงานของจีนหลังจากใช้อัลลอยไทเทเนียมแล้วหน่วยผลิตพลังงานขนาดใหญ่ขนาดใหญ่- (ระดับ 1,000MW) สามารถประหยัดได้มากกว่า 20 ล้านหยวนใน 10 ปีของการดำเนินงานด้วยอัตราผลตอบแทนการลงทุน 180%

ด้วยการลดลงของค่าใช้จ่ายของวัสดุไทเทเนียม (ราคาในประเทศของแผ่นไทเทเนียมลดลง 35% ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา) และวุฒิภาวะของเทคโนโลยีการประมวลผล (เช่นการหมุนที่แม่นยำและการพิมพ์ 3 มิติ) การประยุกต์ใช้โลหะผสมไทเทเนียมในอุตสาหกรรมพลังงาน คาดว่าภายในปี 2573 ส่วนแบ่งการตลาดของใบมีดไทเทเนียมในกังหันไอน้ำในประเทศจีนจะเกิน 40%และอัตราการผสมพันธุ์ไทเทเนียมของแหวนป้องกันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสูงถึง 60%ส่งเสริมการอัพเกรดอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ครอบคลุมไปสู่ ​​"ประสิทธิภาพสูงคาร์บอนต่ำและอายุการใช้งานที่ยาวนาน"

การประยุกต์ใช้แผ่นโลหะผสมไทเทเนียมที่ประสบความสำเร็จในอุตสาหกรรมพลังงานเป็นการผสมผสานที่สมบูรณ์แบบของการปฏิบัติด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรม จากการแก้ปัญหา "การกัดกร่อน - ความล้มเหลว" ปัญหาของใบมีดกังหันไอน้ำไปจนถึงการฝ่าคอขวด "ความเครียด"

Baoji Yibaite New Materials Technology Co. , Ltd

ผู้ผลิตและซัพพลายเออร์ที่ดีที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมในราคาที่ดีที่สุด

ขอใบเสนอราคา