Gāzes turbīnas lāpstiņas termiskās apstrādes optimizācija: termiskās difūzijas tehnoloģijas un augstas temperatūras aizsargdubļu pielietošana Latvija

Tā kā gāzturbīnas ir moderna galvenā jaudas mehāniskā iekārta, tās efektivitātes uzlabošanai ir izšķiroša nozīme enerģijas izmantošanā un rūpniecības attīstībā. Lai uzlabotu gāzturbīnu veiktspēju, pētnieki ir veikuši dažādus pasākumus turbīnu lāpstiņu projektēšanā un materiālu izvēlē. Optimizējot lāpstiņu konstrukciju, izvēloties jaunus augstas temperatūras izturīgus materiālus un lāpstiņas virsmu pārklājot ar augstas temperatūras aizsargpārklājumiem (piemēram, NiCoCrAlY pārklājumu), var ievērojami uzlabot gāzturbīnu darba efektivitāti. Šos pārklājumus iecienījuši materiālu zinātnieki, jo tie ir viegli iestrādājami, principā vienkārši un efektīvi.

Tomēr gāzturbīnu lāpstiņas, kas ilgstoši darbojas augstas temperatūras vidē, saskaras ar elementu savstarpējās difūzijas problēmu starp pārklājumu un pamatni, kas nopietni ietekmēs pārklājuma veiktspēju. Lai atrisinātu šo problēmu, virsmas termiskās apstrādes tehnoloģija, piemēram, augstas temperatūras aizsargpārklājumu uzklāšana un difūzijas barjeras slāņu izveidošana, var efektīvi uzlabot lāpstiņu izturību pret augstu temperatūru un kalpošanas laiku, tādējādi uzlabojot darba efektivitāti un uzticamību. visa gāzes turbīna.

Siltuma difūzijas tehnoloģijas un aizsargbarjeras priekšrocības

Termiskās difūzijas tehnoloģija tiek izmantota augstas temperatūras virsmas modifikācijas apstrādē kopš 1988. gada. Šī tehnoloģija var veidot plānu karbonizētu slāni uz oglekli saturošu materiālu, piemēram, tērauda, ​​niķeļa sakausējuma, dimanta sakausējuma un cementēta karbīda virsmas, ievērojami sacietējot virsmu. apstrādājamais materiāls. Materiāliem, kas apstrādāti ar termisko difūziju, ir augstāka cietība un lieliska nodilumizturība un oksidācijas izturība, kas var ievērojami palielināt rīsu metāla štancēšanas presformu, formēšanas instrumentu, ruļļu formēšanas instrumentu uc kalpošanas laiku līdz pat 30 reizēm.

Aviācijas dzinēju ražošanā turbīnu lāpstiņu termiskās apstrādes process ir ļoti svarīgs, lai uzlabotu dzinēja veiktspēju. Dalian Yibang nesen ieviestā maskēšanas suspensija ir īpaši izstrādāta augstas temperatūras difūzijas pārklājuma procesiem un var nodrošināt labu aizsardzību ekstremālos apstākļos, kas pārsniedz 1000°C, tādējādi ievērojami uzlabojot ražošanas efektivitāti un procesa stabilitāti.

Augstas temperatūras stabilitāte: Maskēšanas dūņas labi darbojas augstas temperatūras difūzijas pārklājuma procesos, kas pārsniedz 1000°C, izvairoties no tradicionālo maskēšanas materiālu mīkstināšanas riska augstās temperatūrās un nodrošinot pārklājuma uzticamību.

Nav nepieciešams niķeļa folijas pārklājums: Salīdzinot ar tradicionālajām metodēm, maskēšanas dubļiem nav nepieciešams papildu niķeļa folijas pārklājums, kas vienkāršo darbības posmus un ietaupa darba laiku un materiālu izmaksas.

Ātra sacietēšana: istabas temperatūrā maskēšanas dūņas sāk sacietēt tikai 15 minūtēs un pilnībā sacietē 1 stundas laikā, ievērojami saīsinot ražošanas ciklu un padarot iegremdēšanas un tīrīšanas procesu efektīvāku.

Vienkārša darbība un vienkārša noņemšana: operatori var viegli noņemt sacietējušos maskēšanas dubļus ar cietas plastmasas nazi, samazinot procesa sarežģītību un prasības ekspluatācijas prasmēm.

Augsta darba efektivitāte: maskēšanas dubļi izmanto "sausā pulvera + kastes" šķīdumu. Viena kaste var pabeigt aptuveni 10 detaļu maskēšanas darbus, kas ievērojami uzlabo procesa efektivitāti un uzticamību.

Lieljaudas gāzes turbīnu pielietojuma scenāriji galvenokārt ir zemes elektroenerģijas padeve, rūpnieciskā un dzīvojamo māju apkure, tāpēc turbīnas galīgais mērķis ir atspoguļots vārpstas izejas jaudā, virzot ģeneratoru, lai ražotu elektroenerģiju, un noteiktu izplūdes gāzu daudzumu. temperatūra (pakārtotajiem atkritumu siltuma katliem un tvaika turbīnām). Projektējot gāzturbīnu, ir jāņem vērā gan viena cikla, gan kombinētais cikls. Gāzes turbīnas vairāk koncentrējas uz elektroenerģijas ražošanas efektivitāti un galaproduktu vai produkta rentabilitāti, un tās izmanto izturīgus un uzticamus materiālus, ilgus apkopes ciklus un ilgus intervālus. Lidmašīnu dzinēju dizains koncentrējas uz vilces un svara attiecību. Produktam jābūt pēc iespējas vieglākam un mazākam, un radītajam vilces spēkam jābūt pēc iespējas lielākam. Tas ir viens cikls, tāpēc izmantotie materiāli ir vairāk "augstākās klases". Tajā pašā laikā, projektējot, lielāks uzsvars tiek likts uz degvielas ekonomiju zemas slodzes režīmā. Galu galā lidmašīnas lielāko daļu sava laika pavada stratosfērā, nevis paceļas.

Faktiski gan lidmašīnu dzinēji, gan uz zemes bāzētas gāzes turbīnas ir rūpniecības dārgakmeņi ražošanas grūtību, garā pētniecības un attīstības cikla un plašā iesaistīto nozaru klāsta dēļ. Tomēr tiem ir atšķirīgs fokuss un dažādi izaicinājumi dažādu pielietojuma jomu dēļ. Pasaulē ir ļoti maz uzņēmumu vai iestāžu, kas var ražot lieljaudas gāzes turbīnas un lidmašīnu dzinējus, piemēram, GE Pratt & Whitney ASV, Siemens Vācijā, Rolls-Royce Lielbritānijā, Mitsubishi Japānā utt. ., jo tas ietver daudzu disciplīnu krustošanos, sistēmu projektēšanu, materiālus, procesus un galveno komponentu ražošanu utt., ar lielām investīcijām, ilgu laiku un lēniem rezultātiem. Iepriekš minētie uzņēmumi ir pieredzējuši arī ilgu attīstības periodu, lai attīstītu un uzlabotu savus produktus līdz pašreizējam līmenim ar zemākām izmaksām, augstāku veiktspēju un uzticamību, kā arī zemākām emisijām.