введение: удерживание линии при 1200 ° c

рев эхо через испытательную камеру в качестве газовой турбины следующего поколения зажигает чистый водород. температура выпадает за пределы 1100 ° c. поток выхлопных газов богат паром и кислородом, который является для чистого сжигания, но жестоко на материалах.

внутри турбинного корпуса, стройные стержни приготовит лайнер сгорания, поглощение термических циклов, напряжения и окисления. эти стержни не обычная сталь - они сплав 602ca, спроектирован для flame frontier.

в гонке к низкоуглеродной мощности турбины, работающие на водороде, возглавляют заряд. а стержни сплав 602ca убедится, что структура не рухнет под жарой.

почему проблемы сжигания водорода бросают вызов сплавам

водород - это мощное и чистое топливо, но оно выталкивает материалы до предела.

что делает сжигание водорода уникально разрушительным:

• более высокая скорость пламени чем метан или природный газ

• температура пламени> 1100 ° c., часто превышая 1150 ° c

• богатый паром выхлоп это ускоряет окисление

• термический велосипед от быстрых стартапов и выключений

• покраснение и граница зерна из -за устойчивого тепла

традиционные сплавы - такие как inconel 600, 601и нержавеющие стали любят 253 ма или 310 с- закачки в этой комбинации тепла, влаги и кислорода. они быстро окисляются, их защитные пленки отключаются, и наполняются ползучесть, преждевременно.

что нужно материал, который противостоит тепло, стрессу и окислению - одновременно.

встречайте сплав 602ca: броня для экстремальной жары

сплав 602ca (uns n06025) является аникель-хромий-алюминий-иттрий (ni-cr-al-y) сплав, специально разработанный дляэкстремальная устойчивость к окислению при непрерывной температуре выше1100 ° c..

композиция:

• никель (ni): ~ 63%

• хром (cr): ~ 25%

• алюминий (al): ~ 2,2%

• yttrium (y): ~ 0,1%

• следы добавления ti, mn и si

почему он превосходит:

• алюминий образует стабильный фильм al₂o₃ (алюминия), который сопротивляется кислородом и водяным парам при очень высоких температурах

• иттрий улучшает приверженность оксида, предотвращение отключения во время термического велосипеда

• высокий никель и хром обеспечить силу и коррозионную стойкость даже в агрессивных газах

используется в форме стержня и стержня, сплав 602ca предоставляет механическая поддержка без окисления, ползучих или растрескивания.

тематическое исследование - система формования газовых турбин

в пилотном проекте с участием газовая турбина с защитой от водорода мощностью 400 мвтинженеры развернулись сплав 602ca в:

• кроншеты вешалки для сжигания

• вторичный пламя щита поддерживает

• выхлопные штифты

через 8000 часов времени выполнения:

• нет масштабного размаскивания несмотря на 350+ циклов запуска/выключения

• оксидный слой оставался нетронутым (непрерывная глиноземная пленка подтверждена с помощью xrd)

• деформация ползучесть <0,1%, опережая сплав 601 и 253 ма

• никаких сбоев не наблюдалось во время осмотра, тогда как соседние из нержавеющие части не показали масштабирование и растрескивание

операторы расширили интервалы технического обслуживания с 24 до 36 месяцев - улучшение производительности скобки на 50%.

механизм оксидной брони

магия, стоящая за сплавом 602ca, лежит в его поведение оксидного масштаба.

как это работает:

• алюминий в сплаве диффузируется на поверхность и образуетсяal₂o₃, плотный керамический оксид

• иттрий укрепляет связь между оксидом и основным металлом, уменьшаяразбрызгивание

• это масштаб самоуверенные и остается стабильным даже подусловия окисления и сгорания

в отличие от масштабов оксида хрома (которые растет густые и отключаются), пленка алюминия на 602ca остается тонкий, медленно растущий и защитный- даже после тысяч термических циклов.

механическая и термическая стабильность

в дополнение к устойчивости к окислению, стержни сплав 602ca предлагают устойчивые высокотемпературная сила:

эти свойства позволяют стержням надежно функционировать в несущая, вибрирующая или расширяющиеся сборки внутри самых горячих турбинных зон.

сравнение с alloy 601, haynes 214 и 253ma

заключение: сплав 602ca является наилучшей комбинацией устойчивости к окислению, свариваемости и стабильности масштаба в условиях сгорания водорода.

приложения в h₂ power, ccs и горелки биомассы

с переходом в сторону низкоуглеродной и возобновляемой энергии, сплав 602ca играет растущую роль в:

• водородные газовые турбины

• аммиак/водородные горелки

• катушки для нагревания углерода (ccs) и лайнеры стека

• сжигание биомассы с коррозионными дымовыми газами

• стеклянные, керамические и металлические порошковые печь

они также рассматривают ядерные малые модульные реакторы (smr)-особенно в неточных структурах поддержки с высокой температурой.

заключение: стержни готовы к завтрашнему тепло

когда выработка электроэнергии движется в эпоху водорода, сплавы должны развиваться, чтобы соответствовать экстремальные окислительные, тепловые и динамические нагрузки новых систем сгорания.

сплав 602ca не выживайте в этом будущем - онипостроен для этогополем с керамическими доспехами, высокой сопротивлением ползучести и проверенной сваркой, они закрепляют самые горячие зоны самой чистой силы завтрашнего дня.

будь то в турбинах, стеке разогрева или мусоросжигателях -это стержни, которые никогда не вздрагивают.