كيفية استخدام ألواح التيتانيوم في صناعة الطاقة؟

في السنوات الأخيرة، في صناعة الطاقة، جنبًا إلى جنب مع القوة المحددة الممتازة ومقاومة التآكل وأداء التعب الجيد لألواح التيتانيوم، حظيت ألواح التيتانيوم باهتمام كبير في سيناريوهات التطبيق مثل شفرات التوربينات البخارية وحلقات المولد. لذلك دعونا نحلل كيفية استخدام ألواح التيتانيوم على وجه التحديد في صناعة الطاقة؟
نظرًا لأن ألواح التيتانيوم تتمتع بقوة نوعية عالية وأداء جيد للتعب ومقاومة للتآكل، فهي أيضًا مناسبة لشفرات التوربينات البخارية، خاصة للمراحل الأخيرة من قسم الضغط المنخفض. عادةً ما تكون شفرات التوربينات البخارية مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من الكروم المارتنسيتي. الصلب لديه وزن خاص ثقيل. بالنسبة للتوربينات البخارية عالية السرعة، يجب أن تتحمل الشفرات الفولاذية قوة طرد مركزية هائلة.

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يحتوي بخار الماء على كبريتيد طور الكلوريد، والذي يحدث بسبب تسرب المكثف وأسباب أخرى. تتسبب هذه الوسائط في حدوث تآكل على سطح الشفرة، وتآكل الشق بين جذر الشفرة وطرف الشفرة أو عند قضبان الربط، وستصبح الأجزاء المتآكلة مصدرًا للشقوق. خصائص التعب للفولاذ Crl3 ليست مثالية أيضًا. في بيئة قابلة للتآكل بمحلول كلوريد الصوديوم المشبع، خاصة عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني منخفضة ويذوب الأكسجين، تقل قوة الكلال للفولاذ Crl3 بشكل كبير.

إذا تم استخدام شفرات التيتانيوم لاستبدال الشفرات الفولاذية مباشرةً وفقًا للهندسة الأصلية، فسيتم تحسين الوضع بشكل كبير. شفرات التيتانيوم خفيفة، ويمكن تقليل قوة الطرد المركزي على جذر الشفرة بنسبة 40% بنفس سرعة الدوران. بالإضافة إلى ذلك، فإن مقاومة التآكل لشفرات التيتانيوم للبخار المالح أفضل بكثير من مقاومة الفولاذ، كما أن خصائص التعب لذهب تشينجان أعلى أيضًا من الفولاذ المقاوم للصدأ.

في الهواء، تكون قوة الكلال لسبائك Ti-6A1-4Y أعلى بنسبة 30% تقريبًا من الفولاذ Cr13، بينما تقل قوة الكلال لفولاذ Crl3 في سائل كلوريد الصوديوم بمقدار 2/{ {6}}/5. وبالمقارنة، لا تتأثر خصائص التعب لسبائك التيتانيوم. ولذلك، فإن النظر في أداء الكلال في ظل الظروف المسببة للتآكل يعد عاملاً مهمًا في استبدال الفولاذ بالتيتانيوم.

يشير مصنعو ألواح التيتانيوم إلى أنه يمكن أيضًا استخدام ألواح سبائك التيتانيوم كحلقات الاحتفاظ بالمولد. في نظام المولد التوربيني بأكمله، تعد حلقة الاحتفاظ مكونًا مهمًا. متطلبات حلقة الاحتفاظ للمولدات الكبيرة هي قوة عالية، ومقاومة جيدة للكسر، وعدم الحساسية لتكسير التآكل الإجهادي في الوسائط المائية، وغير مغناطيسية. حلقة الاحتفاظ الحالية مصنوعة من سبيكة Fe-Mn-Cr الأوستنيتي. هذه السبيكة لديها ميل قوي للتآكل الناتج عن الإجهاد، وهناك أيضًا مشاكل في تحقيق موثوقية عالية القوة.