เหตุใดจึงควรเลือก โลหะผสม 6B เป็นวัสดุสำหรับใบพัดกังหันไอน้ำ
2025-02-25 09:00ใบพัดกังหันไอน้ำทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูง สื่อที่กัดกร่อน และความเค้นทางกล เมื่อเวลาผ่านไป การกัดกร่อนและการสึกหรอจะทำให้ประสิทธิภาพของใบพัดลดลง ส่งผลให้สูญเสียประสิทธิภาพและต้องบำรุงรักษาแพง เพื่อรับมือกับความท้าทายเหล่านี้โลหะผสม 6B/ยูเอ็นเอส R30016เป็นวัสดุคุณภาพเยี่ยมสำหรับแถบป้องกันการสึกหรอและแผ่นเคลือบป้องกันบนใบพัดกังหันไอน้ำ โลหะผสมโคบอลต์-โครเมียม-ทังสเตนนี้เป็นไปตามมาตรฐาน เอเอ็มเอส 5894 โดยรวมเอาความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ไม่มีใครเทียบได้ ความเสถียรในอุณหภูมิสูง และความทนทานเชิงกลเข้าด้วยกัน บทความนี้จะเจาะลึกถึงสาเหตุหลักของการกัดกร่อนของใบพัดกังหันและเกณฑ์ในการเลือกวัสดุ
สาเหตุของการกัดกร่อนใบพัดกังหันไอน้ำ
การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (ส.ค.ส.)
การสัมผัสกับไอน้ำอุณหภูมิสูงเป็นเวลานานและความเครียดแบบวงจรทำให้เกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็ก ซึ่งทำให้วัสดุเสียหายเร็วขึ้น ส.ค.ส. มักพบในใบพัดที่สัมผัสกับไอน้ำเปียกที่มีออกซิเจนละลายและคลอไรด์
การสึกกร่อนและการเสียดสี
ไอน้ำเปียกจะพาละอองน้ำขนาดเล็กและอนุภาคต่างๆ ที่ทำให้พื้นผิวใบพัดสึกกร่อน โดยเฉพาะในกังหันที่มีแรงดันต่ำ การกัดกร่อนนี้จะรุนแรงขึ้นเนื่องจากความเร็วรอบที่สูง ส่งผลให้สูญเสียวัสดุและประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์ลดลง
ออกซิเดชันและการโจมตีทางเคมี
ปฏิกิริยาออกซิเดชันจะทำลายพื้นผิวของใบมีดที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 600°C) นอกจากนี้ สารปนเปื้อนที่เป็นกรดในไอน้ำ (เช่น สารประกอบกำมะถัน) ยังเร่งการกัดกร่อนทางเคมีอีกด้วย
ความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศ
การเปลี่ยนแปลงแรงดันอย่างรวดเร็วในกระแสไอน้ำทำให้เกิดฟองไอที่ยุบตัวอย่างรุนแรง ส่งผลให้เกิดหลุมในบริเวณนั้นและการเสื่อมสภาพของพื้นผิว
เกณฑ์การเลือกวัสดุสำหรับแถบสึกหรอของใบพัดกังหัน
เพื่อรับมือกับความท้าทายเหล่านี้ วัสดุต่างๆ จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวด:
เสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง:คงความแข็งและความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิใช้งาน (สูงถึง 980°C)
ความต้านทานการกัดกร่อน:ทนต่อสภาวะกรด ด่าง และออกซิเดชัน
ความต้านทานการสึกกร่อน:ลดการสึกหรอจากอนุภาคและละอองน้ำขนาดเล็ก
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ:ลดการสึกหรอของกาวและการสูญเสียพลังงาน
การปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรม:รับรองความน่าเชื่อถือผ่านการรับรองเช่น เอเอ็มเอส 5894
เหตุใด โลหะผสม 6B/ยูเอ็นเอส R30016 จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม
องค์ประกอบที่เหนือกว่า
เมทริกซ์โคบอลต์-โครเมียม-ทังสเตน (โค-ครี-W) ของโลหะผสม 6B ให้ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน ซัลไฟด์ และการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์ได้เป็นอย่างดี ปริมาณโครเมียมสูง (~30%) ก่อให้เกิดชั้นออกไซด์ป้องกัน ขณะที่ทังสเตนช่วยเพิ่มความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอ
คุณสมบัติเชิงกลที่โดดเด่น
ความแข็ง:เอชอาร์ซี 40–45 ในสภาพหล่อ ช่วยให้ทนทานต่อการสึกกร่อน
เสถียรภาพทางความร้อน:รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างได้สูงถึง 980°C ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับขั้นตอนกังหันแรงดันสูง
แรงเสียดทานต่ำ:ลดการสึกกร่อนและการสึกหรอจากการยึดเกาะในสภาพแวดล้อมที่ไม่ได้รับการหล่อลื่น
การปฏิบัติตาม เอเอ็มเอส 5894
โลหะผสม 6B ปฏิบัติตามข้อกำหนดวัสดุสำหรับการบินและอวกาศ เอเอ็มเอส 5894 ซึ่งรับประกันคุณภาพและประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในการใช้งานที่สำคัญ มาตรฐานนี้รับรององค์ประกอบของโลหะผสม การอบชุบด้วยความร้อน และการทดสอบเชิงกลที่เหมาะสมที่สุด
การประยุกต์ใช้ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว
นอกเหนือจากใบพัดกังหันแล้ว โลหะผสม 6B ยังใช้กันอย่างแพร่หลายใน:
บ่าวาล์วและส่วนประกอบของปั๊ม (ทนทานต่อการเกิดโพรงอากาศ)
ส่วนประกอบของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (ความต้านทานรังสี)
อุปกรณ์แปรรูปอาหาร (ปลอดสารพิษ ถูกสุขลักษณะ)