Оптимизиране на термичната обработка на лопатките на газовата турбина: прилагане на технология за термична дифузия и високотемпературна екранираща кал България

Като модерно ключово енергийно механично оборудване, подобряването на ефективността на газовите турбини е от решаващо значение за използването на енергията и индустриалното развитие. За да подобрят производителността на газовите турбини, изследователите са предприели различни мерки при проектирането и избора на материал на турбинните лопатки. Чрез оптимизиране на дизайна на лопатките, избор на нови устойчиви на висока температура материали и покриване на повърхността на лопатката с високотемпературни защитни покрития (като покритие NiCoCrAlY), работната ефективност на газовите турбини може да бъде значително подобрена. Тези покрития са предпочитани от учените по материали, защото са лесни за изпълнение, прости по принцип и ефективни.

Но лопатките на газовите турбини, които работят дълго време в среда с висока температура, са изправени пред проблема с взаимното разпространение на елементи между покритието и субстрата, което сериозно ще повлияе на производителността на покритието. За да се реши този проблем, технологията за повърхностна термична обработка, като нанасяне на високотемпературни защитни покрития и създаване на дифузионни бариерни слоеве, може ефективно да подобри устойчивостта на висока температура и експлоатационния живот на лопатките, като по този начин подобри ефективността на работа и надеждността на цялата газова турбина.

Предимства на технологията за дифузия на топлина и екраниращата суспензия

Технологията за термична дифузия се използва при високотемпературно модифициране на обработката на повърхността от 1988 г. Тази технология може да образува тънък карбонизиран слой върху повърхността на въглерод-съдържащи материали като стомана, никелова сплав, диамантена сплав и циментиран карбид, значително втвърдявайки повърхността на материала, който се обработва. Материалите, обработени чрез термична дифузия, имат по-висока твърдост и отлична устойчивост на износване и устойчивост на окисляване, което може значително да увеличи експлоатационния живот на матриците за щамповане на оризови метали, инструментите за формоване, инструментите за формоване на ролки и т.н., до 30 пъти.

В производството на авиационни двигатели процесът на топлинна обработка на турбинните лопатки е от решаващо значение за подобряване на работата на двигателя. Нововъведената маскираща суспензия на Dalian Yibang е специално проектирана за процеси на високотемпературно дифузионно покритие и може да осигури добра защита в екстремни среди над 1000°C, като по този начин значително подобрява ефективността на производството и стабилността на процеса.

Стабилност при висока температура: маскиращата кал се представя добре при процеси на високотемпературно дифузионно покритие над 1000°C, избягвайки риска от размекване на традиционните маскиращи материали при високи температури и гарантирайки надеждността на покритието.

Не е необходимо покритие от никелово фолио: В сравнение с традиционните методи, маскиращата кал не изисква допълнително покритие от никелово фолио, което опростява стъпките на работа и спестява работно време и разходи за материали.

Бързо втвърдяване: При стайна температура маскиращата кал започва да се втвърдява само за 15 минути и се втвърдява напълно в рамките на 1 час, което значително съкращава производствения цикъл и прави процеса на потапяне и четкане по-ефективен.

Лесна работа и лесно отстраняване: Операторите могат лесно да отстранят втвърдената маскираща кал с твърд пластмасов нож, намалявайки сложността на процеса и изискванията за оперативни умения.

Висока работна ефективност: Маскиращата кал приема решението "сух прах + кутия". Една кутия може да завърши маскирането на около 10 части, което значително подобрява ефективността и надеждността на процеса.

Сценариите за приложение на тежкотоварни газови турбини са главно захранване от земята, промишлено и жилищно отопление, така че крайната цел на турбината се отразява в изходната мощност на вала, задвижваща генератора за генериране на електричество и определено количество отработени газове температура (за котли за отпадна топлина и парни турбини надолу по веригата). При проектирането на газова турбина е необходимо да се вземат предвид както единичен цикъл, така и комбиниран цикъл. Газовите турбини се фокусират повече върху ефективността на производството на електроенергия и крайния продукт или рентабилността на продукта и се стремят към издръжливи и надеждни материали, дълги цикли на поддръжка и дълги интервали. Дизайнът на самолетните двигатели се фокусира върху съотношението тяга към тегло. Продуктът трябва да бъде проектиран да бъде възможно най-лек и малък, а генерираната тяга трябва да бъде възможно най-голяма. Това е един цикъл, така че използваните материали са от по-висок клас. В същото време при проектирането се набляга повече на икономията на гориво при работа с ниско натоварване. В крайна сметка самолетите прекарват по-голямата част от времето си в стратосферата, вместо да излитат.

Всъщност както авиационните двигатели, така и наземните газови турбини са перлите в короната на индустрията поради трудността на производството, дългия цикъл на научноизследователска и развойна дейност и широк спектър от включени индустрии. Те обаче имат различни фокуси и различни предизвикателства поради различни области на приложение. Има много малко компании или институции в света, които могат да произвеждат тежкотоварни газови турбини и авиационни двигатели, като GE Pratt & Whitney в Съединените щати, Siemens в Германия, Rolls-Royce в Обединеното кралство, Mitsubishi в Япония и т.н. ., тъй като включва пресичане на много дисциплини, системен дизайн, материали, процеси и производство на ключови компоненти и т.н., с големи инвестиции, дълго време и бавни резултати. Гореспоменатите компании също са преживели дълъг период на развитие, за да развият и подобрят своите продукти до текущото ниво, с по-ниски разходи, по-висока производителност и надеждност и по-ниски емисии.