لوحات سبيكة التيتانيوم: التآكل الخفيف - ثورة مقاومة للمكونات الرئيسية في صناعة الطاقة

في السنوات الأخيرة ، نظرًا لأن صناعة الطاقة طالبت بشكل متزايد كفاءة وموثوقية وعمر أطول من المعدات ،لوحات سبيكة التيتانيوم، بفضل قوتها العالية ومقاومة التآكل الممتازة وأداء التعب المتميز ، استبدلت تدريجياً المواد التقليدية في المكونات الأساسية مثل شفرات التوربينات البخارية وحلقات حراسة المولدات ، لتصبح قوة رئيسية تقود الترقية التكنولوجية للصناعة. ستقوم هذه المقالة ، بناءً على سيناريوهات تطبيق محددة ، بتحليل كيفية حل لوحات سبيكة التيتانيوم "عنق الزجاجة" لمعدات الطاقة.

 

 تشالين التقليديةGES

تتعرض المراحل القليلة الأخيرة من قسم الضغط المنخفض - باستمرار لدرجات حرارة عالية ، ورطوبة عالية ، ووسائط تآكل (مثل أيونات الكلوريد من تسرب المكثف ، الكبريتيد). يتعين على شفرات الفولاذ المقاوم للصدأ التقليدي للكروم (مثل CR13) ، بسبب كثافتها العالية (حوالي 7.85 جم/سم) ، مواجهة قوى الطرد المركزي الهامة خلال دوران السرعة العالي - ، مما قد يؤدي إلى كسور التعب في جذر الشفرات ؛ علاوة على ذلك ، فإن مقاومتهم للتآكل وتآكل الشق غير كافية ، ويمكن أن تصبح مواقع التآكل مصادر الكراك بسهولة ، مما يقلل بشكل كبير من عمر النصل.

 حل سبيكة التيتانيوم

1. خفيفة الوزن وخفض الإجهاد: تتمتع سبيكة التيتانيوم بكثافة 4.51G/CM³ فقط (مثل سبيكة TI-6AL-4V) ، مما يقلل من وزن الشفرة بنسبة 40 ٪ ويقلل بشكل كبير من قوة الطرد المركزي عند جذر الشفرة ، مما يزيد من عمر التعب بأكثر من 3 مرات ؛

2. اختراق مقاومة التآكل: يشكل سطح سبيكة التيتانيوم فيلم أكسيد كثيف ، يوفر 5- 8 أضعاف مقاومة التآكل من الصلب CR13 إلى البخار المحتوي على الملح ، مما يزيل تمامًا خطر التآكل والتآكل ؛

3. أداء التعب المستقر: في الهواء ، فإن قوة التعب لسبائك Ti-6AL-4V أعلى بنسبة 30 ٪ من الصلب CR13 ؛ في محلول NACL بنسبة 3.5 ٪ ، تنخفض قوة التعب من الصلب CR13 بنسبة 60 ٪ -80 ٪ ، في حين أن أداء سبيكة التيتانيوم لا يتأثر تقريبًا.

 نتائج التطبيق

في مشروع تجديد محطة توليد الكهرباء ، استبدال الشفرتين الأخيرتين من قسم الضغط المنخفض - مع سبائك التيتانيوم من عمر النصل من 3 سنوات إلى 8 سنوات ، وخفضت تكاليف الصيانة بنسبة 65 ٪ ، وتحسين كفاءة الوحدة بنسبة 1.2 ٪.

 قيود المواد التقليدية

تحتاج حلقات حراسة المولد إلى تحمل قوة الطرد المركزي الضخمة الناتجة عن دوران السرعة العالي - ، بالإضافة إلى مقاومة تكسير تآكل الإجهاد (SCC) في الوسائط المائية. المادة السائدة الحالية ، Fe - mn - cr alloy ، على الرغم من وجود قوة معينة ، لها عيبان رئيسيان:

1. حساسية التآكل الإجهاد: إنه عرضة لـ SCC في أيون كلوريد - المحتوية على بيئات ، مما يسبب كسور شفرة مفاجئة ؛

2. التداخل المغناطيسي: قد يؤثر المغناطيسية المتبقية للسبائك على الأداء الكهرومغناطيسي للمولد ، مما يتطلب علاجًا إضافيًا للمغناطيسية.

 مزايا سبيكة التيتانيوم

1. لا مغناطيسية: سبيكة التيتانيوم هي مادة فرومية مغناطيسية غير- ولن تتداخل مع المجال المغناطيسي للمولد الكهربائي ؛

2. القوة العالية والمتانة: قوة الشد من Ti - 6al - 4v سبيكة أكثر من 1000 ميجا باسكال ، وتصلب الكسر (KIC) أكبر من أو يساوي 60 ميجا باسكال · m¹/² بكثير ، من fe-mn-cr alloy ؛

3. مقاومة تآكل الإجهاد: على سبيل المثال ، في محلول NACL بنسبة 3.5 ٪ ، فإن الإجهاد الحرج التآكل (σth) لخاتم حارس سبيكة التيتانيوم هو 2.5 مرة من Fe - mn - cr alloy ، مما يضمن تشغيل المدى الطويل-.

 حالة التطبيق

في مشروع ترقية حلقات حراسة المولد لمحطة الطاقة الكهرومائية ، بعد استخدام حلقات واقي سبيكة التيتانيوم ، تم تشغيل الجهاز بشكل مستمر لمدة 5 سنوات دون أي شقوق ، في حين أن الحلقات الأصلية Fe - Mn - يجب استبدالها في المتوسط ​​كل عامين ، حيث تحدد 70 ٪ من التكلفة.

على الرغم من أن سعر وحدة سبيكة التيتانيوم أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ ، إلا أن مزايا التكلفة الكبيرة طوال دورة الحياة بأكملها هي:

العمر الممتد: عمر مكونات سبيكة التيتانيوم هي 3-5 أضعاف من الفولاذ ، مما يقلل من تكلفة البدائل المتكررة ؛

تحسين الكفاءة: يقلل الخفيفة من استهلاك الطاقة. على سبيل المثال ، بعد تقليل وزن شفرات التوربينات البخارية ، تزداد كفاءة الوحدة بنسبة 0.8 ٪ -1.5 ٪ ؛

تبسيط الصيانة: تقلل مقاومة التآكل من التوقف عن الصيانة ، ويمكن زيادة وقت التشغيل السنوي بنسبة 200-300 ساعة.

وفقًا للإحصاءات الصادرة عن جمعية مواد المعدات الصينية ، بعد استخدام سبيكة التيتانيوم ، يمكن أن توفر وحدة توليد الطاقة الكبيرة - (مستوى 1000 ميجاوات) أكثر من 20 مليون يوان في 10 سنوات من التشغيل ، بمعدل عائد استثمار قدره 180 ٪.

مع انخفاض تكلفة مواد التيتانيوم (انخفض السعر المحلي لألواح التيتانيوم بنسبة 35 ٪ في السنوات الخمس الماضية) وتوسع نضج تقنيات المعالجة (مثل الدوران الدقيق والطباعة ثلاثية الأبعاد) ، يتوسع تطبيق سبائك التيتانيوم في صناعة الطاقة من أعلى- إلى وحدات الطرف التقليدي. من المتوقع أن تتجاوز حصة السوق من شفرات التيتانيوم في التوربينات البخارية في الصين 40 ٪ ، وسيصل معدل سبائك التيتانيوم لحلقات حراسة المولدات إلى 60 ٪ ، مما يعزز الترقية الشاملة لمعدات الطاقة نحو "كفاءة عالية ، منخفض الكربون ، وحياة طويلة".

يعد التطبيق الناجح لألواح سبيكة التيتانيوم في صناعة الطاقة مزيجًا مثاليًا من علوم المواد والهندسة. من حل "التآكل -" مشكلة شفرات التوربينات البخارية إلى اختراق عنق الزجاجة "تآكل الإجهاد" لحلقات حراسة المولدات ، فإن سبائك التيتانيوم تعيد تشكيل القدرة التنافسية الأساسية لمعدات الطاقة مع مزاياها الثلاث الرئيسية لـ "الوزن الخفيف ، ومقاومة التآكل ، وتوفير دعم مواد المفاتيح للمواد العالمية.

Baoji Yibaite New Material Technology Co. ، Ltd

أفضل شركة تصنيع ومورد لمنتجات التيتانيوم بأفضل سعر.

اطلب عرض أسعار