가스 터빈 블레이드 열처리 최적화: 열 확산 기술 및 고온 차단 점토의 응용

가스 터빈은 현대의 주요 동력 기계 장비로, 그 효율 개선은 에너지 활용과 산업 발전에 매우 중요합니다. 가스 터빈의 성능을 향상시키기 위해 연구원들은 터빈 블레이드의 설계와 재료 선택에서 다양한 방법을 취하고 있습니다. 블레이드 설계를 최적화하고 새로운 고온 내성 재료를 선택하며 블레이드 표면에 고온 보호 코팅(예: NiCoCrAlY 코팅)을 적용함으로써 가스 터빈의 작업 효율이 크게 향상될 수 있습니다. 이러한 코팅은 구현이 용이하고 원리가 간단하며 효과적이어서 재료 과학자들로부터 큰 관심을 받고 있습니다.

그러나, 고온 환경에서 오랜 시간 작동하는 가스 터빈 날개는 코팅과 기판 사이의 원소 간 상호 확산 문제를 직면하게 되며, 이는 코팅 성능에 심각한 영향을 미칩니다. 이 문제를 해결하기 위해 고온 보호 코팅을 적용하거나 확산 장벽층을 설정하는 등의 표면 열 처리 기술을 사용하면 날개의 내고온성과 수명을 효과적으로 향상시켜 전체 가스 터빈의 운전 효율과 신뢰성을 높일 수 있습니다.

열 확산 기술 및 차단 페인트의 장점

열 확산 기술은 1988년부터 고온 표면 수정 처리에 사용되어 왔습니다. 이 기술은 강철, 니켈 합금, 다이아몬드 합금 및 텅스텐 카바이드와 같은 탄소 함유 재료 표면에 얇은 탄화층을 형성하여 being 처리된 재료의 표면을 크게 경화시킵니다. 열 확산으로 처리된 재료는 더 높은 경도와 우수한 내마모성 및 산화 저항성을 가지며, 쌀 금속 압출 금형, 성형 도구, 롤 성형 도구 등이 최대 30배까지 수명이 크게 증가할 수 있습니다.

항공 엔진 제조에서 터빈 블레이드의 열처리 공정은 엔진 성능 향상에 매우 중요합니다. 대련 Yibang에서 새로 도입한 마스킹 페이스트는 고온 확산 코팅 공정을 위해 특별히 설계되었으며, 1000도 이상의 극한 환경에서도 양호한 보호를 제공하여 생산 효율성과 공정 안정성을大幅하게 향상시킬 수 있습니다. ° C, 이를 통해 생산 효율성과 공정 안정성이 크게 향상됩니다.

고온 안정성: 마스킹 머드는 1000도 이상의 고온 확산 코팅 공정에서 우수한 성능을 발휘합니다. ° C, 전통적인 마스킹 재료가 고온에서 부드러워지는 위험을 피하고 코팅의 신뢰성을 보장합니다.

니켈 필름 코팅 불필요: 전통적인 방법과 비교했을 때, 마스킹 머드는 추가적인 니켈 필름 코팅이 필요 없어 작업 단계를 간소화하고 인력 시간 및 물자 비용을 절감합니다.

빠른 경화: 상온에서 마스킹 머드는 단 15분 만에 경화를 시작하며 1시간 내로 완전히 경화되어 생산 주기를大幅하게 단축하고, 딥핑 및 브러싱 과정을 더욱 효율적으로 만듭니다.

간단한 작業 및 쉬운 제거: 작업자는 하드 플라스틱 나이프로 경화된 마스킹 머드를 쉽게 제거할 수 있어 공정의 복잡성을 줄이고 작업 기술에 대한 요구 사항을 낮춥니다.

높은 작업 효율성: 마스킹 흙은 "건식 분말 + 상자" 솔루션을 채택합니다. 한 상자는 약 10개의 부품 마스킹 작업을 완료할 수 있어 공정의 효율성과 신뢰성을大幅히 향상시킵니다.

중형 가스터빈의 적용 시나리오는 주로 지상 전력 공급, 산업 및 주거용 난방으로, 터빈의 최종 목적은 샤프트 출력 전력에 반영되며, 발전기를 구동하여 전력을 생산하고 일정량의 배기 온도를 제공합니다 (하류 폐열 보일러 및 증기 터빈용). 가스터빈을 설계할 때는 단순 순환과 복합 순환 모두를 고려해야 합니다. 가스터빈은 더 많은 발전 효율과 제품의 완성도 또는 비용 대비 성능에 초점을 맞추며, 내구성 있고 신뢰할 수 있는 재료, 긴 정비 주기와 긴 간격을 추구합니다. 항공 엔진 설계는 중량 대 추력 비율에 중점을 둡니다. 제품은 가능한 한 가볍고 작게 설계되어야 하며, 생성되는 추력은 가능한 한 커야 합니다. 이는 단순 순환이므로 사용되는 재료가 더 "고급"입니다. 동시에 설계 과정에서 저부하 운전 상태에서의 연료 경제성에 더 많은 중점을 두고 있습니다. 항공기는 대부분의 시간을 대기권에서 보낼 것이며, 이륙하는 시간보다는 훨씬 더 많은 시간을 스트라토스피어에서 보내기 때문입니다.

사실 항공기 엔진과 지상용 가스 터빈은 제조의 어려움, 긴 연구개발 주기, 그리고 다양한 산업 분야와의 연관성 때문에 산업의 꽃으로 여겨진다. 그러나 그들은 서로 다른 응용 분야로 인해 각각 다른 초점과 도전 과제를 가지고 있다. 전 세계적으로도 대형 가스 터빈과 항공기 엔진을 생산할 수 있는 기업이나 기관은 매우 적으며, 미국의 GE 프랫 앤드 위트니, 독일의 시멘스, 영국의 롤스로이스, 일본의 미쓰비시 등이 있으며, 이는 많은 학문 분야의 교차, 시스템 설계, 재료, 공정, 핵심 부품의 제조 등을 포함하며, 투자가 크고 시간이 오래 걸리며 결과가 느리다. 위의 회사들도 오랜 기간 동안 제품을 개발하고 발전시켜 현재의 수준에 도달했으며, 비용을 낮추고 성능과 신뢰성을 높이며 배출량을 줄이는 데 성공했다.