Stopy tytanu w sprzęcie elektroenergetycznym

Stopniowo pojawia się zastosowanie stopów tytanu w sprzęcie energetycznym. Odzwierciedla to dążenie branży w kierunku rozwiązań-o wysokiej wydajności, trwałych i przyjaznych dla środowiska.

1. Urządzenia energetyki jądrowej

• Rury chłodzące reaktory jądrowe, rury wymiany ciepła skraplacza, obudowy mechanizmów napędowych drążków sterujących
• Gr5 (Ti-6Al-4V), Ti-32Mo, Ti-6-2-4-2
• Odporność na korozję,-odporność na wysoką temperaturę (300–500 stopni), wysoka wytrzymałość i lekkość.
• Spełniają wymogi certyfikacji materiałów-jądrowych (ASME sekcja III); kontrolują zawartość wodoru podczas spawania; brak wad powierzchniowych (badanie ultradźwiękowe)

2. Turbiny gazowe

• Łopatki/wirniki sprężarki, tuleje komory spalania, elementy układu wydechowego
• Gr5 (Ti-6Al-4V), Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr (Ti-10V-2Fe-3Al)
• Odporność na utlenianie w wysokiej-temperaturze (500-600 stopni), odporność na zmęczenie, lekkość (zmniejsza bezwładność obrotową)
• Wymagana obróbka starzenia roztworowego; powłoka powierzchniowa (powłoka Al-Si) w celu zwiększenia odporności na utlenianie; ścisła kontrola wielkości ziaren (mniejsza lub równa 50μm)

3. Generatory turbin wiatrowych

• Części konstrukcyjne ramy gondoli, kołnierze łączące piasty, elementy mocujące wież morskich turbin wiatrowych
• Gr23 (Ti-6Al-4V ELI), Ti-6Al-7Nb
• Odporność na korozję morską, wysoka wytrzymałość (redukcja masy o 30% + w porównaniu do stali), odporność na zmęczenie
• Potrzebujesz ochrony katodowej do zastosowań morskich (w połączeniu z anodami protektorowymi); elementy złączne muszą spełniać wymagania dotyczące napięcia wstępnego (większego lub równego 1000 MPa); wytrzymałość w niskich-temperaturach (energia uderzenia -40 stopni większa lub równa 20J)

4. Sprzęt do przesyłu energii-wysokonapięciowego

• Obudowy ograniczników przepięć, trzpienie izolacyjne (prąd stały-wysokonapięciowego), złączki do linii elektroenergetycznych
• Gr5 (Ti-6Al-4V), stop Ti-Ni z pamięcią kształtu
• Kompatybilność izolacji (nie wpływa na rozkład pola elektrycznego), odporność na korozję atmosferyczną (kwaśne deszcze/pyły przemysłowe), odporność na uderzenia
• Powłoka izolacyjna na powierzchni (żywica epoksydowa); wysoka dokładność wymiarowa; dopasowanie współczynnika rozszerzalności cieplnej do materiałów izolacyjnych (10-11/stopień)

5. Urządzenia do magazynowania energii

• Ramy elektrod akumulatorów przepływowych, elementy konstrukcyjne pojemników magazynujących energię (do użytku na zewnątrz), rury dostarczające elektrolit
• Ti-3Al-2,5V, Gr5 (Ti-6Al-4V)
• Odporność na korozję elektrolitu, lekkość, dobre właściwości uszczelniające
• Kompatybilność z materiałami elektrod (tkanina węglowa) (brak reakcji chemicznych); brak porów w spawaniu rur; zakres odporności na temperaturę.

• Sektor energetyki jądrowej: układ chłodzenia elektrowni jądrowych-trzeciej generacji (AP1000) wymaga stopów tytanu. Jego odporność na korozję może wydłużyć żywotność rur z 15 do ponad 30 lat, zmniejszając koszty eksploatacji i konserwacji o ponad 40%.

• Morska energetyka wiatrowa: elementy złączne i części konstrukcyjne ze stopu tytanu mogą rozwiązać problem korozji stali, zmniejszyć częstotliwość wymiany i obniżyć całkowity-koszt cyklu życia projektów o 25%-30%. Jest to preferowany materiał do wysokiej klasy zagranicznych projektów energetyki wiatrowej.

• Transformacja nowej energetyki: wraz z globalnym postępem w zakresie „neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla” tempo wzrostu zastosowania stopów tytanu w energetyce wiatrowej, magazynowaniu energii i sprzęcie pomocniczym fotowoltaicznym osiąga ponad 15% rocznie.