כציוד מכני מכני מפתח מודרני, שיפור יעילות טורבינת הגז הוא חיוני לניצול אנרגיה ולפיתוח תעשייתי. על מנת לשפר את הביצועים של טורבינות גז, חוקרים נקטו באמצעים שונים בתכנון ובחירת החומרים של להבי טורבינה. על ידי אופטימיזציה של עיצוב הלהבים, בחירת חומרים חדשים עמידים לטמפרטורות גבוהות וציפוי משטח הלהב בציפוי מגן בטמפרטורה גבוהה (כגון ציפוי NiCoCrAlY), ניתן לשפר משמעותית את יעילות העבודה של טורבינות גז. ציפויים אלה מועדפים על ידי מדעני חומרים מכיוון שהם קלים ליישום, פשוטים בעקרון ויעילים.
עם זאת, להבי טורבינת גז הפועלים לאורך זמן בסביבות טמפרטורות גבוהות מתמודדים עם בעיית התפזרות של אלמנטים בין הציפוי למצע, מה שישפיע באופן רציני על ביצועי הציפוי. על מנת לפתור בעיה זו, טכנולוגיית טיפול בחום על פני השטח, כגון יישום ציפויי הגנה בטמפרטורה גבוהה והקמת שכבות מחסום דיפוזיה, יכולה לשפר ביעילות את ההתנגדות לטמפרטורות גבוהות ואת חיי השירות של הלהבים, ובכך לשפר את יעילות הפעולה והאמינות של הלהבים. כל טורבינת הגז.
היתרונות של טכנולוגיית פיזור חום וסיכוך מיגון
טכנולוגיית דיפוזיה תרמית משמשת בטיפול בשינוי פני שטח בטמפרטורה גבוהה מאז 1988. טכנולוגיה זו יכולה ליצור שכבה דקה מפוחם על פני השטח של חומרים המכילים פחמן כגון פלדה, סגסוגת ניקל, סגסוגת יהלומים וקרביד מוצק, מה שמקשה משמעותית את פני השטח של החומר המעובד. לחומרים המטופלים על ידי דיפוזיה תרמית יש קשיות גבוהה יותר ועמידות בפני שחיקה ועמידות חמצון מצוינת, מה שיכול להאריך במידה ניכרת את חיי השירות של מתכת הטבעת אורז, כלי יצירה, כלי יצירת גלילים וכו', עד פי 30.
בייצור מנועי אוויר, תהליך הטיפול בחום של להבי טורבינה הוא חיוני לשיפור ביצועי המנוע. חומר המיסוך החדש של Dalian Yibang תוכנן במיוחד עבור תהליכי ציפוי בדיפוזיה בטמפרטורה גבוהה ויכול לספק הגנה טובה בסביבות קיצוניות העולה על 1000 מעלות, ובכך לשפר משמעותית את יעילות הייצור ויציבות התהליך.
יציבות בטמפרטורה גבוהה: מיסוך בוץ מתפקד היטב בתהליכי ציפוי בדיפוזיה בטמפרטורה גבוהה העולה על 1000 מעלות, תוך מניעת הסיכון של ריכוך חומרי מיסוך מסורתיים בטמפרטורות גבוהות ומבטיח את אמינות הציפוי.
אין צורך בציפוי נייר ניקל: בהשוואה לשיטות מסורתיות, בוץ המיסוך אינו דורש ציפוי ניקל נוסף, מה שמפשט את שלבי הפעולה וחוסך זמן עבודה ועלויות חומר.
אשפרה מהירה: בטמפרטורת החדר, בוץ המיסוך מתחיל להתרפא תוך 15 דקות בלבד ומתרפא במלואו תוך שעה, מה שמקצר משמעותית את מחזור הייצור והופך את תהליך הטבילה וההברשה ליעיל יותר.
תפעול פשוט והסרה קלה: המפעילים יכולים להסיר בקלות את בוץ המיסוך המוצק בעזרת סכין פלסטיק קשיח, מה שמפחית את מורכבות התהליך ואת הדרישות למיומנויות ההפעלה.
יעילות עבודה גבוהה: בוץ המיסוך מאמץ את תמיסת "אבקה יבשה + קופסה". קופסה אחת יכולה להשלים עבודת מיסוך של כ-10 חלקים, מה שמשפר משמעותית את היעילות והאמינות של התהליך.
תרחישי היישום של טורבינות גז כבדות הם בעיקר אספקת חשמל קרקעית, חימום תעשייתי ומגורים, כך שהמטרה הסופית של הטורבינה באה לידי ביטוי בהספק המוצא של הפיר, הנעת הגנרטור לייצור חשמל וכמות מסוימת של פליטה. טמפרטורה (עבור דודי חום פסולת במורד הזרם וטורבינות קיטור). בעת תכנון טורבינת גז, יש צורך לקחת בחשבון הן מחזור בודד והן מחזור משולב. טורבינות גז מתמקדות יותר ביעילות ייצור החשמל ובמוצר המוגמר או בעלות-תועלת של המוצר, ורודפות אחר חומרים עמידים ואמינים, מחזורי תחזוקה ארוכים ומרווחים ארוכים. העיצוב של מנועי מטוסים מתמקד ביחס דחף למשקל. המוצר צריך להיות מתוכנן להיות קל וקטן ככל האפשר, והדחף שנוצר צריך להיות גדול ככל האפשר. זהו מחזור בודד, כך שהחומרים המשמשים הם יותר "יוקרתיים". יחד עם זאת, בעת התכנון, מושם דגש רב יותר על חיסכון בדלק בפעולת עומס נמוך. אחרי הכל, מטוסים מבלים את רוב זמנם בסטרטוספירה במקום להמריא.
למעשה, גם מנועי מטוסים וגם טורבינות גז קרקעיות הם התכשיטים שבכתר התעשייה בשל הקושי בייצור, מחזור מו"פ ארוך ומגוון רחב של תעשיות מעורבות. עם זאת, יש להם מיקודים שונים ואתגרים שונים בשל תחומי יישום שונים. יש מעט מאוד חברות או מוסדות בעולם שיכולים לייצר טורבינות גז ומנועי מטוסים כבדים, כמו GE Pratt & Whitney בארצות הברית, סימנס בגרמניה, רולס רויס בבריטניה, מיצובישי ביפן וכו' ., כי זה כרוך בהצטלבות של דיסציפלינות רבות, עיצוב מערכות, חומרים, תהליכים וייצור של רכיבי מפתח וכו', עם השקעות גדולות, זמן רב ותוצאות איטיות. החברות הנ"ל גם חוו תקופה ארוכה של פיתוח כדי להתפתח ולשפר את מוצריהן לרמה הנוכחית, עם עלויות נמוכות יותר, ביצועים ואמינות גבוהים יותר ופליטות נמוכות יותר.
