Hitahindraður húðun: Kjarnavörn á þungum gasturbínublöðum

Þungur gasturbína vegna tiltölulega mikillar umbreytingarskilvirkni hitauppstreymis er kjarnabúnaðurinn á sviði orkuframleiðslu og skipaaksturs, vegna þess að þróunartækni háþróaðrar gastúrbínu er afar flókin, svo þungur gastúrbína er einnig þekktur sem krafthjartað iðnaðar- og skipasmíðasviðs Kína. Hingað til hefur Kína þróað 50 MW flokks þunga gasturbínu með góðum árangri og náð byltingu í F-flokki 50 MW þungum gasturbínu frá grunni. Sem stendur er Kína að fullkomna byggingu þriggja helstu kerfa þungra gasthverfla og átta sig á þrenningu frumgerðahönnunar, búnaðarframleiðslu og prófunarafhendingar. Kína er einnig orðið fimmta landið í heiminum til að ná fullkomlega tökum á hönnun og framleiðslutækni þungra gasthverfla.

varma hindrunarhúð

Hitahindrunin er venjulega samsett úr málmtengi botnlagi og keramik yfirborðslagi, og bindandi botnlagið er venjulega úr MCrAlY (M er Ni, Co eða Ni+Co) málmblöndu, sem er aðallega ábyrgt fyrir margþættu áhrifunum af bráðabirgðahitaósamræmi, oxunarþol og tæringarþol, en keramik yfirborðslagið er venjulega úr Y2O3 stöðugu ZrO2, sem gegnir aðallega hitaeinangrunarhlutverki. Vegna góðrar oxunarþols við háan hita, veðrunarþols og hitaeinangrunareiginleika hefur það orðið ein fullkomnasta háhitavörn fyrir jörð þungar gastúrbínur heima og erlendis.

Með þróun flugiðnaðarins verður þyngdarhlutfall túrbínuvélar hærra og hærra og hitastig túrbínuinntaks verður hærra og hærra. Samkvæmt rannsóknarsögu efna heima og erlendis er nokkuð erfitt að bæta háhitaþol túrbínublaða með því að auka notkunshitastig efna á stuttum tíma. Möguleg aðferð er að setja varma hindrunarhúð á undirlag túrbínublaðsins til að auka notkunshitastig þess. Framtíðarþróun varma hindrunarhúðunartækni mun einbeita sér að eftirfarandi þáttum:

(1) Rannsóknir á nýju varmahindrunarhúðunarefniskerfi sem hentar fyrir næstu kynslóð háhljóðsvélar og finna keramikefni með betri fasastöðugleika, lægri hertuhraða og hitaleiðni sem getur komið í stað ZrO2 er lykillinn.

(2) Hagræðingar- og verkunarrannsókn á efni og undirbúningsferli núverandi húðunarkerfis, þar með talið samsetningu Y-tengilagsins, val á nýju stöðugu oxíði YSZ keramik, endurbætur og hagræðingu á húðunarörbyggingu, sem auk frekari rannsókna á hallahúðunartækninni, til að bæta vinnuhitastig, endingartíma og hitaeinangrunarafköst lagsins.

(3) Rannsóknir á varmaeinangrunaráhrifum varmahindrunarhúðarinnar, hitaeinangrunarástand lagsins, það er hitastigsstiglinn, er prófað með tilraunahermi og sameinað kenningunni um hitaflutning, í samræmi við varmaleiðni. af húðunarefninu, væntanlegum hitaeinangrunaráhrifum og vinnuumhverfi heitu endahlutanna, til að skapa grundvöll fyrir sanngjarna hönnun á húðþykktinni og veita leiðbeiningar um endurbætur á húðuninni.

(4) Til frekari rannsókna á spálíkaninu um endingartíma hitahindrana, ef varmahindrunin er borin á áhættuhluta túrbínuhreyfilsins, verður að koma upp spákerfi fyrir líftíma hreyfilsins til að tryggja öryggi. Þess vegna mun frekari rannsókn á spörunarbilunarkerfi hitahindrarhúðunar og vélrænni hegðun við þjónustuskilyrði osfrv., koma á tiltölulega fullkomnu lífsspálíkani til að meta endingartíma húðarinnar nákvæmlega og veita áreiðanlega tryggingu fyrir hagnýt beiting á varma hindrunarhúð.

(5) Þróaðu nýja prófunartækni fyrir húðun, sérstaklega óeyðandi prófunartækni, til að einkenna bindikraftinn milli húðunar og undirlags nákvæmlega, sprungustig húðarinnar, stig fasabreytinga og aðra eiginleika, þannig að stjórna betur gæðum húðunar.

Sterkar gasturbínur gegna kjarnastöðu á sviði orkuöflunar og sjódrifs vegna hagkvæmrar hita- og vinnugetu þeirra. Sem ein af lykiltækninni gegnir Thermal Barrier Coating (TBC) mikilvægu hlutverki við að bæta þjónustuhitastig og lengja endingu hverflanna. Kína hefur náð ótrúlegum framförum á þessu sviði og náð góðum tökum á hönnun og framleiðslu á þungum gasturbínum. Hitahúðunarhúðin er venjulega samsett úr málmbundnu botnlagi og keramik yfirborðslagi, þar sem botnlagið tekur aðallega hlutverk bráðabirgðahitamisræmis, oxunarþols og tæringarþols, en yfirborðslagið hefur aðallega hitaeinangrunaráhrif. . Framtíðarrannsóknir munu einbeita sér að því að þróa ný efniskerfi, fínstilla núverandi húðunarferla, bæta varmaeinangrun, koma á spálíkönum um líftíma og þróa nýjar prófunaraðferðir fyrir húðun til að bæta afköst og áreiðanleika húðunar enn frekar.