Οι διαφορετικές εφαρμογές των πλακών από κράμα τιτανίου στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας

Η πλάκα από κράμα τιτανίου, λόγω των μοναδικών φυσικών και χημικών της ιδιοτήτων, έχει σταδιακά επιδείξει σημαντικά πλεονεκτήματα σε διάφορους τομείς όπως οι παράκτιες θερμοηλεκτρικές μονάδες και οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής και έχει γίνει ένα απαραίτητο βασικό υλικό στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί και οι πυρηνικοί σταθμοί σε παράκτιες περιοχές χρησιμοποιούν συνήθως θαλασσινό νερό ως ψυκτικό νερό για τους συμπυκνωτές τους, των οποίων η κύρια λειτουργία είναι η συμπύκνωση του ατμού σε νερό. Παραδοσιακά, οι συμπυκνωτές υιοθέτησαν ως επί το πλείστον σωλήνες από ορείχαλκο αλουμίνιο. Ωστόσο, με την ταχεία επιδείνωση του περιβάλλοντος θαλασσινού νερού, το θαλασσινό νερό που περιέχει υδρόθειο θα προκαλέσει σοβαρή διάβρωση στους ορειχάλκινους σωλήνες αλουμινίου, οδηγώντας σε συχνές διαρροές και επηρεάζοντας την κανονική λειτουργία των σταθμών παραγωγής ενέργειας.

Οπλάκα από κράμα τιτανίουο συμπυκνωτής ξεχωρίζει για την εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και τη μεγάλη διάρκεια ζωής του. Το κράμα τιτανίου έχει εξαιρετική αντοχή στη χημική και ηλεκτροχημική διάβρωση και έχει ισχυρή αντίσταση στη διάβρωση που προκαλείται από το θαλασσινό νερό, τα σουλφίδια, τα χλωρίδια, καθώς και τη διάβρωση σημείου που προκαλείται από θαλάσσιους οργανισμούς και ιζήματα. Ταυτόχρονα, μπορεί επίσης να αντισταθεί στην επιταχυνόμενη διάβρωση που προκαλείται από-θαλασσινό νερό υψηλής ταχύτητας και τοπικές δίνες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η επιφάνεια τιτανίου μπορεί να επισκευάσει γρήγορα το κατεστραμμένο προστατευτικό φιλμ οξειδίου. Ακόμη και σε θαλασσινό νερό που περιέχει άμμο και σκόνη διαμαντιών, με ταχύτητα ροής 2 m/s, ο ρυθμός διάβρωσης στην επιφάνεια του τιτανίου είναι εξαιρετικά χαμηλός. Επομένως, ο συμπυκνωτής από κράμα τιτανίου μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό ροής του θαλασσινού νερού για να ενισχύσει το αποτέλεσμα ψύξης και να μειώσει σημαντικά το κόστος συντήρησης και τους κινδύνους διακοπής λειτουργίας για να διασφαλίσει τη σταθερή λειτουργία του σταθμού παραγωγής ενέργειας.

Τα πτερύγια των ατμοστροβίλων, ειδικά εκείνα στα τμήματα χαμηλής-πίεσης, έχουν εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για τις ιδιότητες του υλικού. Παραδοσιακά, τα πτερύγια τουρμπίνας ατμού είναι κατασκευασμένα από ανοξείδωτο χάλυβα μαρτενσιτικού χρωμίου, αλλά αυτό το υλικό έχει προφανή μειονεκτήματα. Ο χάλυβας έχει υψηλή πυκνότητα και σε περιστρεφόμενους ατμοστρόβιλους υψηλής ταχύτητας-τα χαλύβδινα πτερύγια πρέπει να αντέχουν τεράστιες φυγόκεντρες δυνάμεις, αυξάνοντας την επιβάρυνση του εξοπλισμού και τον κίνδυνο αστοχίας. Επιπλέον, οι υδρατμοί συχνά περιέχουν χλωρίδια και σουλφίδια αναμεμειγμένα λόγω διαρροής από τον συμπυκνωτή, και αυτά τα μέσα μπορούν να προκαλέσουν διάβρωση στην επιφάνεια των χαλύβδινων λεπίδων, σχηματίζοντας διάβρωση με ρωγμές μεταξύ της ρίζας και της άκρης των λεπίδων ή στις νευρώσεις τάνυσης και να γίνουν πηγή ρωγμών. Επιπλέον, η απόδοση κόπωσης του χάλυβα Cr13 δεν είναι ιδανική. Σε ένα διαβρωτικό περιβάλλον με κορεσμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου, ειδικά σε χαμηλή τιμή pH και διάλυμα που περιέχει-οξυγόνο, η αντοχή του σε κόπωση θα μειωθεί σημαντικά.

Αντίθετα, οι πλάκες από κράμα τιτανίου έχουν γίνει η ιδανική επιλογή για πτερύγια τουρμπίνας ατμού. Οι λεπίδες τιτανίου είναι ελαφριές και με την ίδια ταχύτητα περιστροφής, η φυγόκεντρος δύναμη στη ρίζα της λεπίδας μπορεί να μειωθεί κατά 40%, μειώνοντας σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας και τη φθορά του εξοπλισμού. Ταυτόχρονα, οι λεπίδες τιτανίου έχουν πολύ καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση σε άλατα-που περιέχουν ατμό από ό,τι ο χάλυβας, αποφεύγοντας αποτελεσματικά προβλήματα όπως η διάβρωση με κοιλότητες και η διάβρωση των ρωγμών. Επιπλέον, η απόδοση κόπωσης των κραμάτων τιτανίου είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή του ανοξείδωτου χάλυβα. Στον αέρα, η αντοχή σε κόπωση του κράματος Ti-6A1-4V είναι περίπου 30% υψηλότερη από αυτή του χάλυβα Cr13. ενώ στο διάλυμα χλωριούχου νατρίου, η αντοχή σε κόπωση του χάλυβα Cr13 θα μειωθεί κατά 2/3 - 4/5, ενώ η απόδοση κόπωσης των κραμάτων τιτανίου είναι βασικά ανεπηρέαστη. Ως εκ τούτου, λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση κόπωσης σε διαβρωτικές συνθήκες, οι πλάκες από κράμα τιτανίου έχουν γίνει ένα σημαντικό υλικό για την αντικατάσταση των πτερυγίων χάλυβα, συμβάλλοντας στη βελτίωση της απόδοσης και της αξιοπιστίας των τουρμπινών ατμού.

Σε ολόκληρο το σύστημα γεννήτριας στροβίλου, ο δακτύλιος προστασίας είναι ένα από τα βασικά στοιχεία. Οι μεγάλες γεννήτριες έχουν εξαιρετικά αυστηρές απαιτήσεις για τον προστατευτικό δακτύλιο, ο οποίος πρέπει να έχει υψηλή αντοχή, καλή-απόδοση κατά της θραύσης, να μην είναι ευαίσθητος σε ρωγμές λόγω διάβρωσης σε υδάτινα μέσα και να μην είναι-μαγνητικός. Επί του παρόντος, οι προστατευτικοί δακτύλιοι κατασκευάζονται ως επί το πλείστον από ωστενιτικά κράματα Fe-Mn{-Cr, αλλά αυτό το κράμα έχει ισχυρή τάση για ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης και υπάρχουν ορισμένα ζητήματα σχετικά με την αξιοπιστία της επίτευξης υψηλής αντοχής.

Οι προστατευτικοί δακτύλιοι πλακών από κράμα τιτανίου μπορούν κάλλιστα να ικανοποιήσουν αυτές τις απαιτήσεις. Η συγκεκριμένη δύναμή τους μπορεί εύκολα να φτάσει τα πρότυπα σχεδίασης και δεν είναι-μαγνητικά, δεν είναι ευαίσθητα στη διάβρωση των τάσεων και έχουν εξαιρετική συνολική απόδοση. Επομένως, η χρήση πλακών από κράμα τιτανίου για την κατασκευή δακτυλίων προστασίας είναι μια πιο κατάλληλη επιλογή. Επί του παρόντος, στον τομέα της κατασκευής δακτυλίων προστασίας γεννητριών, ορισμένες χώρες έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο, αποδεικνύοντας τις ευρείες προοπτικές εφαρμογής των πλακών από κράμα τιτανίου σε αυτόν τον τομέα.