Výhody a výzvy vysokoteplotních slitinových turbínových listů

Klíčovou součástí komponentu jsou turbínové listy, které se točí pro generování energie. Tyto listy musí být co nejpevnější a odolné, protože jsou vystaveny vysokoteplotnímu prostředí. Aby se s tímto problémem vyrovnalo, vědci vyvinuli pokročilé vysokoteplotní slitinové turbínové listy, které nabízejí některé další výhody. Nicméně mají i pár nevýhod.

Výhody vysokoteplotních slitinových turbínových listů

Lopatky z vysokoteplotných slitin jsou příkladem toho samého, ale zde se v podstatě zabýváte různými druhy kovů navržených tak, aby vydržely neuvěřitelně vysoké teploty. Zatímco tradiční lopatky jsou známé tím, že se deformují nebo poškodí v této komoře kvůli extrémně vysokým teplotám, tyto slitiny snadno nahrazují tradiční lopatky a poskytují delší alternativu. Tato slitina také nabízí lepší odolnost proti korozi; nakonec to znamená delší životnost a méně potřebnou údržbu.

Vysokoteplotné slitinové lopatky turbín: Dobre a zlé

Existují některé výzvy spojené s používáním vysokoteplotných slitinových lopatek turbín. Největším problémem je nalezení nadmíru silné, trvanlivé a tepelně odolné kovové slitiny vhodné pro lopatku turbíny. K tomuto problému se dá říct více: Nicméně je nutné zkoumat a testovat nové slitiny, které mohou vydržet kruté podmínky uvnitř turbíny.

Avšak při vysokém DPI jsou tyto lopatky z vysoko-temperaturální slitiny turbínového ventilátoru, které mohou přinést mnoho výhod. Některé z těchto výhod jsou následující: Efektivnější provoz, nižší náklady na údržbu, vyšší zisky pro elektrárny a výrobce energie, protože turbíny generují více elektřiny bez zvýšení nákladů na opravy modulů vyrobených z lepších slitin.

Výhody lopatek z vysoko-temperaturálních slitin

Lopatky z vysoko-temperaturálních slitin jsou také ceněny pro svůj dlouhý životní cyklus. Pokud bude fyzický produkt schopen nehořet tak rychle, nemusí se tak brzy poškozovat a vyměňovat. Díky tomu dochází k delšímu časovému období před katastrofálním selháním. Navíc jejich jedinečná protikorozní vlastnost může zabránit oxidaci, která by v konečném důsledku uspíšila korozní proces a po několika letech oslabila jejich funkci.

To je v rozporu s vysokorychlostním provozem, který nabízí více síly na litr paliva než tradiční lopatky. Hlavním přínosem lopatky turbiny vyrobené ze slitin pro vysoké teploty je zvýšená účinnost, která pomáhá chránit planetu snižováním znečištění a emisí skleníkových plynů.

HODNOCENÍ STO-STUPŇOVÉ SLITINY PRO LOPATKY TURBIN

Budou potřeba další výzkumy pro vyvinutí a charakterizaci nových slitin Mo-Si-B jako lopatek pro pozemní turbínové motory. Pomocí počítačových simulací a provedením laboratorních testů zkoumají, jak se kovy chovají za extrémních podmínek. Pokud bude nalezena vhodná kovová slitina, musí být pak ohodnocena v reálném běhu turbin.

Problémy s teplem u vysokoteplotních slitinových lopatek turbín mohou být účinně vyřešeny také prostřednictvím některých příkladů spolupráce. Partnerské vztahy mezi různými typy vědců a inženýrů, stejně jako mezi různými průmyslovými odvětvími, umožňují křížové obohacování, které vede ke sdílení nápadů, znalostí atd., nebo jednoduše rychlejším způsobům řešení problémů na daném místě.

Výzvy a pokrok v rozvoji soukromých vysokoteplotních slitinových lopatek

Lopatky z vysokoteplotních slitin byly vyvinuty pomocí nových slitin a zpracovány pokročilými výrobními technikami. Podle společnosti jsou tyto nové kovy pevnější a schopné vydržet větší zvýšení teploty.

Přesto však stále existují potíže, které je třeba překonat s kovovými nátěry pro turbiny. Hlavní omezení souvisí s náklady těchto sloučenin, které jsou vyšší než u tradičních materiálů. Naopak mohou turbiny s listy z pokročilých vysokoteplotných slitin být drahé jak výrobně, tak v údržbě.

Dalším překážkou může být obtíž při výrobě listů. Zatímco některé turbinové listy vyžadují drahé exotické materiály, jedná se obecně o těžko spojované vysokoteplotné slitinové oceli, které vyžadují specializované techniky svařování a kvalifikovaný personál, aby se snížily výrobní náklady redukcí počtu součástí vyrobených z celku.

Krátkým shrnutím, dělají dobrou práci při poskytování důležité služby pro průmysl turbín odhalením toho, co je uvnitř těchto čepelí z vysokoteplotních slitin. Existuje mnoho výhod díky těmto čepelím, které snižují hmotnost a poskytují vysokou marži na sílu s účinností ve srovnání s běžnými, takže tento trend stanovuje nové směry v této oblasti energie. Většina těchto výzev stále trvá a výzkumníci/rozvojáři v rámci vědecké komunity, kteří tyto problémy překonávají, pomohli zlepšit účinnost turbín, jak se díváme dopředu.