Tại sao nên chọn hợp kim 6B làm vật liệu cho cánh tuabin hơi?

Các cánh tua bin hơi hoạt động trong môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn và ứng suất cơ học. Theo thời gian, sự ăn mòn và hao mòn làm giảm hiệu suất của cánh, dẫn đến mất hiệu suất và bảo trì tốn kém. Để giải quyết những thách thức này,Hợp kim 6B/UNS R30016là vật liệu cao cấp cho dải chống mài mòn và lớp phủ bảo vệ trên cánh tua bin hơi nước. Hợp kim coban-crom-vonfram này tuân thủ AMS 5894, kết hợp khả năng chống ăn mòn vô song, độ ổn định ở nhiệt độ cao và độ bền cơ học. Bài viết này khám phá nguyên nhân gốc rễ của sự ăn mòn cánh tua bin và tiêu chí lựa chọn vật liệu.

Nguyên nhân gây ra sự ăn mòn cánh tuabin hơi

Nứt do ăn mòn ứng suất (SCC)

Tiếp xúc lâu dài với hơi nước ở nhiệt độ cao và ứng suất tuần hoàn gây ra các vết nứt nhỏ, đẩy nhanh quá trình hỏng vật liệu. SCC đặc biệt phổ biến ở các lưỡi dao tiếp xúc với hơi nước ướt có oxy hòa tan và clorua.

Mài mòn và ăn mòn

Hơi nước ướt mang theo các giọt nhỏ và các hạt làm xói mòn bề mặt cánh quạt, đặc biệt là ở các tầng tua bin áp suất thấp. Sự xói mòn này trở nên trầm trọng hơn do tốc độ quay cao, dẫn đến mất vật liệu và giảm hiệu quả khí động học.

Quá trình oxy hóa và tấn công hóa học

Phản ứng oxy hóa làm hỏng bề mặt lưỡi dao ở nhiệt độ cao (trên 600°C). Ngoài ra, các chất gây ô nhiễm có tính axit trong hơi nước (ví dụ, hợp chất lưu huỳnh) làm tăng tốc độ ăn mòn hóa học.

Hư hỏng do xâm thực

Sự thay đổi áp suất đột ngột trong luồng hơi nước tạo ra các bong bóng hơi vỡ mạnh, gây ra hiện tượng rỗ cục bộ và thoái hóa bề mặt.

Tiêu chí lựa chọn vật liệu cho dải mài mòn cánh tuabin

Để giải quyết những thách thức này, vật liệu phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt:

• Độ ổn định ở nhiệt độ cao:Giữ nguyên độ cứng và độ bền ở nhiệt độ hoạt động (lên đến 980°C).

• Khả năng chống ăn mòn:Chịu được môi trường axit, kiềm và oxy hóa.

• Khả năng chống mài mòn:Giảm thiểu sự mài mòn do các hạt và giọt nước nhỏ.

• Hệ số ma sát thấp:Giảm hao mòn keo dán và tổn thất năng lượng.

• Tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp:Đảm bảo độ tin cậy thông qua các chứng chỉ như AMS 5894.

Tại sao Alloy 6B/UNS R30016 là sự lựa chọn lý tưởng

Thành phần vượt trội

Ma trận coban-crom-vonfram (Co-Cr-W) của Alloy 6B cung cấp khả năng chống oxy hóa, sunfua hóa và ăn mòn do clorua gây ra. Hàm lượng crom cao (~30%) tạo thành lớp oxit bảo vệ, trong khi vonfram tăng cường độ cứng và khả năng chống mài mòn.

Tính chất cơ học đặc biệt

• Độ cứng:HRC 40–45 ở trạng thái đúc, đảm bảo độ bền chống mài mòn.

• Độ ổn định nhiệt:Duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc lên đến 980°C, rất quan trọng đối với các tầng tuabin áp suất cao.

• Ma sát thấp:Giảm hiện tượng mài mòn và bám dính trong môi trường không được bôi trơn.

Tuân thủ AMS 5894

Alloy 6B tuân thủ theo thông số kỹ thuật vật liệu hàng không vũ trụ AMS 5894, đảm bảo chất lượng và hiệu suất nhất quán trong các ứng dụng quan trọng. Tiêu chuẩn này đảm bảo thành phần hợp kim, xử lý nhiệt và thử nghiệm cơ học tối ưu.

Ứng dụng đã được chứng minh

Ngoài cánh tuabin, hợp kim 6B được sử dụng rộng rãi trong:

• Ghế van và các bộ phận của máy bơm (chống lại hiện tượng xâm thực).

• Các thành phần của lò phản ứng hạt nhân (khả năng chống bức xạ).

• Thiết bị chế biến thực phẩm (không độc hại, hợp vệ sinh).