Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Рейтинг оборудования
    • Рейтинг оборудования

      • Лучший дровяной котел
      • Лучший европейский тепловой насос воздух-вода
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Кавитационное повреждение рабочего колеса лопасти турбины JR Carr Unit 2. Фото предоставлено: John Germann | U.S. Bureau of Reclamation
Кавитационное повреждение рабочего колеса лопасти турбины JR Carr Unit 2. Фото предоставлено: John Germann | U.S. Bureau of Reclamation

Ремонт турбин гидроэлектростанций методом холодного напыления

Исследования

Опубликовано: 12.10.2021

Обновлено: 12.10.2021

 262

Когда частицы движутся с высокой скоростью, получаются металлические покрытия, которые в два-десять раз прочнее, чем обычные, создаваемые термическим напылением, в зависимости от нанесенного материала

В Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) испытывают метод ремонта турбин гидроэлектростанций без плавления металла. Технология называется холодным напылением и является новейшим дополнением к методикам твердофазной обработки (SPP) материалов, которые изучаются в учреждении с богатейшей историей.

Твердофазная обработка - это процесс, когда материалы сильно деформируют, чтобы изготовить сплавы с высокими эксплуатационными характеристиками, полуфабрикаты и конструктивные узлы без плавления. Эти методы способны уменьшить или даже устранить многие высокоэнергетические этапы при производстве сталей, такие как плавка, ковка и прокат.

Из-за кавитации на поверхности турбин гидроэлектростанций со временем возникают ямки и трещины. Когда турбины ремонтируют, их останавливают. Это приносит убытки операторам. Ремонт обычно производится с помощью дуговой сварки. Тепло плавит и разрушает металл. От этого после ремонта негативное влияние кавитации на турбины усиливается.

С помощью технологии холодного напыления (Cold Spray) крошечные металлические частицы напыляются на поврежденную область турбины со сверхзвуковой скоростью. Частицы ударяются о поверхность с достаточной силой, чтобы образовать молекулярную связь. Создаются материалы и покрытия с превосходной твердостью, стойкостью к износу и коррозии.

Холодное напыление относится к семейству методов термического напыления. Однако у него самые низкие общие температуры и самые высокие скорости движения частиц в этом списке. При холодном напылении частицы остаются в твердом состоянии и сохраняют наивысшую прочность по сравнению с другими процессами термического напыления, за исключением областей с экстремальной пластической деформацией на границах, где происходит динамическая рекристаллизация.

Когда частицы движутся с высокой скоростью, получаются металлические покрытия, которые в два-десять раз прочнее, чем обычные, создаваемые термическим напылением, в зависимости от нанесенного материала. Такие характеристики являются результатом того, что преимущественно механическое сцепление переходит к металлургическому в результате высокой степени перекристаллизации на границах раздела сильно напряженных частиц. Чем больше степень перекристаллизации на границах частиц, тем ближе свойства покрытия к образцам деформируемых материалов.

Технологию холодного напыления разработала компания VRC Metal Systems. Согласно лабораторным испытаниям, которые провели по стандартам Американского общества по испытанию материалов (ASTM), этот метод ремонта значительно повышает устойчивость лопаток турбин к повреждениям по сравнению с дуговой сваркой.

PNNL ведет переговоры с партнерами по гидроэнергетике, чтобы впервые применить эту технологию на практике и подтвердить положительные результаты, отмеченные в ходе испытаний.

«Есть экономические данные, которые позволяют делать вывод, что технология холодного напыления значительно сокращает время простоя и частоту ремонта гидросистем, вызванных кавитационной эрозией».

Технология холодного напыления пригодится и в других областях энергетического сектора. Например, при ремонте контейнеров для хранения ядерных отходов, чтобы устранить разрушения материала, вызванные коррозией.

Помимо ремонта, холодное напыление сочетается с аддитивными технологиями. Поскольку металлические частицы не плавятся, можно создавать совершенно новые сплавы, которые нельзя получить методом расплава.

Холодное напыление может создавать смеси металлических и неметаллических частиц и образовывать покрытия или конструктивные элементы в результате баллистического удара о подложку. Холодное напыление применимо к коррозионностойким покрытиям (цинк и алюминий), износостойким покрытиям (карбид хрома - хром никель, карбид вольфрама - кобальт и вольфрамовая медь), восстанавливает исходные размеры металлов (никель, нержавеющая сталь, титан и алюминий), экранирует компоненты конструкций от электромагнитных помех, создает высокопрочные покрытия из разнородных материалов в практической области.

 

Источник: PNNL, VRC Metal Systems

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Идея конструкции космической солнечной энергетической установки SunTower. Предоставлено НАСА. Источник: Wikimedia Commons

Сбор солнечной энергии в космосе для потребителей на Земле

Обновлено: 17.06.2020
 733
Схема углеродной нанотрубки. Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Применение нанотехнологий в современной энергетике

Обновлено: 12.05.2020
 1863
Водородная экономика. International Institute for Sustainable Development

Может ли водород стать основным источником энергии?

Обновлено: 09.01.2021
 716

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Flames

    Недавние публикации

    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  83
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  93
    Теплый и холодный тепловые потоки направлены на человека. VELUX

    Тепловой комфорт в зданиях: что из себя представляет и как достичь

    Обновлено: 26.03.2022  109

    Популярные категории

    • Природные ресурсы, экология и строительство90
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Новости, обзоры, события120
    • Альтернативная энергия57
    • Оборудование и материалы87

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2022 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.