Optimering af varmebehandling af gas turbineblader: anvendelse af termisk diffusionsteknologi og højtemperatur skærmingsler

Som moderne nøglekraftmaskineriudstyr er forbedring af gasturbineeffektiviteten afgørende for energianvendelse og industriudvikling. For at forbedre ydeevne af gasturbiner har forskere taget forskellige foranstaltninger ved design og materialevalg af turbineblader. Ved at optimere bladdesignet, vælge nye højtemperaturbestandige materialer og beskyde bladoverfladen med højtemperaturskytteslag (som f.eks. NiCoCrAlY-slag), kan arbejds-effektiviteten af gasturbiner forbedres betydeligt. Disse slags er populære blandt materialevidenskabsfolk, fordi de er nemme at implementere, enkle i princip og effektive.

Imidlertid står gas turbineblader, der kører i længere tid i højtemperaturmiljøer, over for problemet med interdiffusion af elementer mellem coatingslaget og substratet, hvilket vil påvirke coatingsydelsen alvorligt. For at løse dette problem kan overfladevarmetraktningsteknologi, såsom anvendelse af højtemperaturbeskyttende coatings og oprettelse af diffusionbarriereslag, effektivt forbedre bladernes højtemperaturmodstand og tjenesteliv, hvilket forbedrer hele gasturbakens driftseffektivitet og pålidelighed.

Fordele ved varmediffusionsteknologi og skærmelsesmasse

Termisk diffusionsteknologi har været i brug til højtemperaturoverfladebehandling siden 1988. Denne teknologi kan danne en tynd karboniseret lag på overfladen af kulstofindeholdende materialer såsom stål, nickellegeme, diamantlegeme og sintermetaller, hvilket betydeligt kan skærpe overfladen af det behandlede materiale. Materialer behandlet med termisk diffusion har højere hårdhed og fremragende modstandsdygtighed mod udslidning og oxidation, hvilket kan forøge brugstiden for risemetalstempel, formværktøj, rullemateriale osv. op til 30 gange.

I produktionen af flyvedrejebager er varmebehandlingsprocessen af turbinebladene afgørende for at forbedre motorens ydelse. Dalian Yibangs nyligt introducerede maskeringsklar er specielt designet til højtemperaturdiffusionsbeklædningsprocesser og kan give god beskyttelse i ekstreme miljøer der overstiger 1000 ° C, hvilket betydeligt forbedrer produktiviteten og processtabiliteten.

Høj temperaturstabilitet: Maskeringsløg fungerer godt i højtemperaturudskillelsesprocesser, der overstiger 1000 ° C, og undgår risikoen for at traditionelle maskeringsmaterialer bløder ved høj temperatur, hvilket sikrer pålideligheden af belægningen.

Ingen nickelfoliebelægning kræves: I forhold til traditionelle metoder har maskeringsløget ikke brug for yderligere nickelfoliebelægning, hvilket forenkler arbejdsprocedurerne og sparer på arbejdstid og materialeomkostninger.

Hurtig hårdning: Ved rumtemperatur begynder maskeringsløget at hårde inden for blot 15 minutter og er fuldt hårdet inden for 1 time, hvilket betydeligt forkorter produktionstiden og gør dip- og penselprocedurerne mere effektive.

Simpel håndtering og nemt fjernelse: Operatørerne kan nemt fjerne det fastnede maskeringsløg med en hård plastkniv, hvilket reducerer processens kompleksitet og kravene til ferdigheder i drift.

Høj arbejds-effektivitet: Maskeringsslammen anvender "tørre pudse + kasse" løsning. En kasse kan afslutte maskeringsarbejdet for omkring 10 dele, hvilket betydeligt forbedrer effektiviteten og pålideligheden af processen.

Anvendelsesscenarierne for tunge gas turbine er hovedsagelig jordbundet strømforsyning, industri- og boligopvarmning, så den endelige funktion af turbinen er afspejlet i akseoutputtet, der driver generatoren til at producere elektricitet, og en bestemt udslusstemperatur (til nedstrøms affaldsvarmeovne og dampturbiner). Ved design af en gas turbine skal man tage højde for både enkeltcylce og kombineret cyklus. Gas turbines fokuserer mere på effektivitet ved strømproduktion og den færdige produkts kvalitet eller pris-værdiforhold, og søger varige og pålidelige materialer, lange vedligeholdelsescykler og lange intervaller. Designet af flymotorer fokuserer på stød-vægt-forhold. Produktet bør være designet så let og kompakt som muligt, og den udstødte stød bør være så stor som muligt. Det er en enkeltcyclus, så materialerne, der bruges, er mere "højklasse". Samtidig lægges der større vægt på brændstofeffektivitet under lavbelastet drift. Efter alt at dømme, tilbringer fly most af tiden i stratosfæren i stedet for at tage afsted.

I virkeligheden er både flymotorer og jordbaserede gasturbiner juvelen i kronespidsen af industrien på grund af produktionens vanskelighed, den lange forsknings- og udviklingscyklus og det bredt spektrum af involverede industrier. Men de har forskellige fokusområder og forskellige udfordringer på grund af deres forskellige anvendelsesområder. Der findes meget få virksomheder eller institutioner i verden, der kan producere tunge gasturbiner og flymotorer, såsom GE Pratt & Whitney i USA, Siemens i Tyskland, Rolls-Royce i Storbritannien, Mitsubishi i Japan osv., fordi det involverer skæringen mellem mange discipliner, systemdesign, materialer, processer og fremstilling af nøgletalenter mv., med store investeringer, lang tid og langsomme resultater. De ovennævnte virksomheder har også gennemgået en lang udviklingsperiode for at forbedre og udvikle deres produkter til det nuværende niveau, med lavere omkostninger, højere ydelse og pålidelighed samt mindre emissioner.