Aplicação e Características de Engrenagens de Liga de Alta Temperatura em Turbinas a Gás

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 Aplicação e Características de Engrenagens de Liga de Alta Temperatura em Turbinas a Gás

Durante a operação da turbina a gás, as engrenagens estão expostas a temperaturas extremamente altas. Materiais de liga de alta temperatura possuem excelente resistência a altas temperaturas e podem suportar cargas enormes em altas temperaturas. Por exemplo, ligas de alta temperatura à base de níquel ainda podem manter alta resistência à tração e resistência à ruptura em temperaturas tão elevadas quanto 700-1000°C. Isso ocorre porque o elemento níquel e outros elementos de liga (como cromo, molibdênio, tungstênio, etc.) na liga formam uma fase de reforço estável, que pode evitar eficazmente o deslizamento e a deformação dos grãos em altas temperaturas, garantindo que as engrenagens não se deformem ou quebrem excessivamente sob condições de alta temperatura e alto estresse.
Essa propriedade de alta resistência a temperaturas elevadas permite que as engrenagens transmitam potência de forma estável, e mesmo quando o gerador a gás está em funcionamento por longos períodos ou em condições de alta saída de potência, ainda é capaz de manter boas propriedades mecânicas, evitando eficientemente reduções na eficiência de transmissão de potência ou falhas do sistema causadas por deformação das engrenagens.

Durante as operações frequentes de ligar, desligar e mudanças de carga nos geradores a gás, as engrenagens passam por ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento. As engrenagens de liga de alta temperatura têm boa resistência à fadiga térmica e podem suportar as mudanças de tensão causadas por esses ciclos térmicos. A microestrutura na liga é especialmente projetada, como a adição de alguns elementos com pontos de fusão elevados e boa estabilidade térmica, para que a estrutura interna da engrenagem não se rache ou seja danificada facilmente durante mudanças bruscas de temperatura.
Quando o engrenagem esfria rapidamente a partir de um estado de funcionamento em alta temperatura ou aquece rapidamente durante o processo de inicialização, a resistência à fadiga térmica pode garantir que a engrenagem não falhe prematuramente devido à concentração de tensão térmica, assegurando assim a confiabilidade do sistema de transmissão de potência do gerador a gás.

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