Uitdagingen voor turbinebladen
Harde werkomgeving
Tijdens de werking van een stoomturbine moeten de bladen bestand zijn tegen hoge temperatuur, hoge druk, hoge snelheid van luchtstromen en erosie van verschillende corrosieve media. Onder hogetemperatuurcondities worden de sterkte en stabiliteit van bladmateriaal zwaar op de proef gesteld, en kruip en thermische vermoeidheid treden gemakkelijk op, wat leidt tot vervorming of zelfs falen van het blad. Tegelijkertijd brengt de hoge drukomgeving enorme mechanische stress met zich mee voor het blad, waardoor het bladmateriaal voldoende sterkte moet hebben om deze druk te weerstaan.
Slijtage- en corrosieproblemen
Hoge snelheid van luchtstromen wordt vaak gemengd met verschillende kleine deeltjes. Deze deeltjes veroorzaken ernstige slijtage aan het oppervlak van het blad. Bovendien worden de bladen in sommige speciale werkscenario's, zoals de petrochemische industrie, ook blootgesteld aan gassen of vloeistoffen die corrosieve elementen zoals zwavel en chloor bevatten, wat de mate van corrosie van de bladen verder verergert. Slijtage en corrosie verminderen niet alleen de prestaties van de bladen, maar kunnen ook veiligheidsrisico's met zich meebrengen. Zodra de bladen ernstig beschadigd zijn, kan dit leiden tot stillegging van de turbine en de normale werking van het hele energieproductiesysteem beïnvloeden.
Introductie van Stellite-legering
Basiscompositie en Kenmerken
Stellite is een kobaltgebaseerde legering die verschillende legeringselementen zoals chroom, wolfraam en koolstof toevoegt. Kobalt geeft de legering goede hogetemperatuursterkte en oxidatieweerstand; chroom verbetert de corrosieweerstand van de legering; wolfraam verhoogt de hardheid en slijtvastheid van de legering; en koolstof vormt carbiden met andere legeringselementen, wat de eigenschappen van de legering verder versterkt. Stellite-legeringen hebben een unieke microstructuur, waardoor ze stabiele prestaties kunnen behouden in zware omgevingen zoals hoge temperatuur en druk.
Positie in het veld van hogetemperatuurlegeringen
Stellite-legering is belangrijk vanwege zijn uitstekende algehele prestaties onder vele hogetemperatuurlegeringsmaterialen. Het behoudt niet alleen goede mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen, maar heeft ook uitstekende weerstand tegen slijtage en corrosie. Deze eigenschappen maken Stellite-legeringen tot een van de ideale materialen voor hoogwaardige velden zoals lucht- en ruimtevaart, energie en kracht.
Voordelen van Stellite-legering voor turbinebladen
Uitstekende prestaties bij hoge temperaturen
Stellite-legeringen zijn in staat om hoge sterkte en stabiliteit te behouden bij hoge temperaturen. De unieke legeringssamenstelling en microstructuur maken het mogelijk om kruip en thermische vermoeidheid effectief te weerstaan, waardoor vervorming of breuk van het blad tijdens langdurige hoge-temperatuurwerking wordt voorkomen. Bijvoorbeeld, in sommige hogetemperatuur-stoomturbines zijn Stellite-bladen in staat om gedurende lange tijd goede werkomstandigheden te behouden onder de impact van hogetemperatuur-stoom, wat zorgt voor een efficiënte werking van de turbine.
Uitstekende corrosieweerstand
Stellite-legering heeft een sterke weerstand tegen verschillende corrosieve media. Of het nu gaat om zure gassen, alkalische vloeistoffen of gasmengsels die corrosieve elementen bevatten, Stellite-legeringen zijn in staat om hun erosie tot op zekere hoogte te weerstaan. Deze eigenschap maakt dat de Stellite-legeringbladen goed werken in de petrochemische en andere corrosieve werkomgevingen, wat de levensduur van de bladen aanzienlijk verlengt en de onderhoudskosten van de apparatuur vermindert.
Goede slijtvastheid
Vanwege de hoge hardheid van carbiden in de Stellite-legering heeft het uitstekende slijtvastheid. Onder de hoge snelheid van luchtstromen en deeltjeserosie is het oppervlak van het Stellite-legeringblad veel minder slijtagegevoelig dan dat van andere gangbare materialen. Dit zorgt niet alleen voor een langdurige stabiele werking van de bladen, maar vermindert ook de prestatievermindering veroorzaakt door slijtage en verbetert de algehele efficiëntie van de turbine.
Uitstekende bewerkbaarheid
Stellite-legering is bewerkbaar, wat het gemakkelijk maakt om te produceren via verschillende productieprocessen. Of het nu gaat om gieten, smeden of bewerken, Stellite-legering kan voldoen aan de productie-eisen, waardoor fabrikanten turbinebladen van hoge precisie en hoge kwaliteit kunnen produceren volgens verschillende ontwerpeisen, wat de productiekosten verlaagt en de productiviteit verbetert.
Praktische toepassingsgevallen van Stellite-legering in turbines
Thermische energie turbine
In een grootschalige thermische energiecentrale hadden de traditionele bladen die oorspronkelijk werden gebruikt ernstige slijtage- en corrosieproblemen na een bepaalde periode van gebruik, wat leidde tot een significante daling van de efficiëntie van de turbine en frequente onderhoudsstops. Later nam de energiecentrale Stellite-legering bladen in gebruik. Na langdurige werking en monitoring werd vastgesteld dat de slijtage en corrosie van de bladen aanzienlijk waren verbeterd, de operationele efficiëntie van de turbine aanzienlijk was verbeterd en de revisiecyclus ook sterk was verlengd, wat veel onderhoudskosten en stroomverliezen voor de energiecentrale bespaarde.
Petrochemische industrie turbine
In de petrochemische productie moet de turbine werken in een omgeving met corrosieve gassen. Een petrochemisch bedrijf heeft het corrosieprobleem van de bladen succesvol opgelost door Stellite-legering bladen te gebruiken, wat de stabiele werking van de turbine garandeert en een betrouwbare garantie biedt voor de continue productie van het bedrijf. Tegelijkertijd, vanwege de lange levensduur van Stellite-legering bladen, wordt de frequentie van apparatuurvervanging en onderhoud verminderd, wat de productiviteit van het bedrijf verbetert.
Vergelijkende analyse met andere materialen
Vergelijking met roestvrij staal
Hoewel roestvrij staal een zekere mate van corrosiebestendigheid en sterkte heeft, is het verre inferieur aan Stellite-legering op het gebied van hoge-temperatuur prestaties en slijtvastheid. In een hoge-temperatuur omgeving zal de sterkte van roestvrij staal aanzienlijk worden verminderd, waardoor het gemakkelijk kan vervormen en falen. Aan de andere kant behouden Stellite-legeringen goede mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen en zijn ze geschikter voor gebruik in hoge-temperatuur turbines.
Vergelijking met nikkelgebaseerde legeringen
Nikkelgebaseerde legeringen zijn uitstekend in hoge-temperatuur prestaties, maar op het gebied van corrosiebestendigheid en slijtvastheid hebben Stellite-legeringen meer voordelen. Vooral wanneer ze worden geconfronteerd met werkomgevingen met corrosieve elementen, kunnen Stellite-legeringen de bladen beter beschermen en hun levensduur verlengen. Bovendien is de bewerkbaarheid van Stellite-legeringen relatief goed en zijn de productiekosten lager.
Conclusie
Samenvattend, Stellite-legering is een ideaal materiaal geworden voor turbinebladen dankzij zijn uitstekende hoge-temperatuur prestaties, uitstekende corrosiebestendigheid, goede slijtvastheid en uitstekende bewerkbaarheid. Uit de praktische toepassingsgevallen blijkt dat het gebruik van Stellite-legering bladen de prestaties en betrouwbaarheid van de turbine aanzienlijk kan verbeteren, de onderhoudskosten kan verlagen en de efficiëntie van energieproductie kan verbeteren. In de toekomstige energieontwikkeling, met de voortdurende verbetering van de prestatie-eisen van turbines, wordt verwacht dat Stellite-legering breder zal worden toegepast op het gebied van stoomturbines en grotere bijdragen zal leveren aan de ontwikkeling van de energie-industrie.
