Titanlegeringar i elektrisk kraftutrustning

Tillämpningen av titanlegeringar i kraftutrustning växer gradvis fram. Det återspeglar branschens rörelser mot högpresterande, hållbara och miljövänliga lösningar.

1. Kärnkraftsutrustning

• Kärnreaktorkylrör, kondensorvärmeväxlarrör, styrstavsdrivmekanismhus
• Gr5 (Ti-6Al-4V)Ti-32Mo, Ti-6-2-4-2
• Korrosionsbeständighet, hög-temperaturbeständighet (300-500 grader), hög hållfasthet och lätt.
• Möt certifiering av kärnkrafts-material (ASME Section III); kontrollera vätehalten under svetsning; inga ytdefekter (ultraljudstestning)

2. Gasturbiner

• Kompressorblad/impeller, förbränningskammarfoder, avgassystemkomponenter
• Gr5 (Ti-6Al-4V), Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr (Ti-10V-2Fe-3Al)
• Hög-temperaturoxidationsbeständighet (500-600 grader), utmattningsbeständighet, lätt (minskar rotationströghet)
• Lösning åldrande behandling krävs; ytbeläggning (Al-Si-beläggning) för att förbättra oxidationsbeständigheten; strikt kontroll av kornstorlek (mindre än eller lika med 50μm)

3. Vindkraftverk

• Nacells ramkonstruktionsdelar, navanslutningsflänsar, havsbaserade vindkraftstornfästen
• Gr23 (Ti-6Al-4V ELI), Ti-6Al-7Nb
• Marin korrosionsbeständighet, hög hållfasthet (30%+ viktminskning jämfört med stål), utmattningsbeständighet
• Behöver katodiskt skydd för offshoreapplikationer (ihopkopplad med offeranoder); fästelement måste uppfylla förspänningskrav (större än eller lika med 1000MPa); seghet vid låg-temperatur (-40 graders slagenergi Större än eller lika med 20J)

4. Hög-kraftöverföringsutrustning

• Överspänningsavledarehus, isolatordorn (hög-likström), kraftöverföringsledningar
• Gr5 (Ti-6Al-4V), Ti-Ni formminneslegering
• Isoleringskompatibilitet (påverkar inte distribution av elektriska fält), atmosfärisk korrosionsbeständighet (surt regn/industridamm), slaghållfasthet
• Isoleringsbeläggning på ytan (epoxiharts); hög dimensionell noggrannhet; matchande värmeutvidgningskoefficient med isoleringsmaterial (10-11/grad)

5. Energilagringsutrustning

• Elektrodramar för flödesbatteri, strukturella delar för energilagringsbehållare (utomhusanvändning), elektrolyttillförselrör
• Ti-3Al-2,5V, Gr5 (Ti-6Al-4V)
• Elektrolytkorrosionsbeständighet, lätt, bra tätningsprestanda
• Kompatibilitet med elektrodmaterial (kolduk) (inga kemiska reaktioner); inga porer tillåtna vid rörsvetsning; temperaturmotståndsområde.

• Kärnkraftssektorn: Kylsystemet, tredje-generationens kärnkraftverk (AP1000), kräver titanlegeringar. Dess korrosionsbeständighet kan förlänga livslängden för rör från 15 år till över 30 år, vilket minskar drift- och underhållskostnaderna med mer än 40 %.

• Offshore vindkraft: Fästelement och strukturdelar av titanlegering kan lösa problemet med stålkorrosion, minska utbytesfrekvensen och sänka den totala livscykelkostnaden för projekt med 25 %-30 %. Det är det föredragna materialet för avancerade vindkraftsprojekt utomlands.

• Ny energiomställning: Med den globala utvecklingen av "kolneutralitet" når applikationstillväxthastigheten för titanlegeringar i vindkraft, energilagring och solcellsstödutrustning 15 %+ årligen.