خوردگی داغ قطعات توربین

خوردگی داغ قطعات توربین

خوردگی دما بالا یا داغ یکی از انواع خوردگی است که ا معمولا در توربینها یا موتورهای دیزلی اتفاق م یافتد و زمین هساز آسی بهای بیشتر به قطعات توربین یا انواع موتورهای دیزلی م یشود. گفتنی است که خوردگی دما بالا در شرایط خاصی، بیشتر از موقعی تهای معمولی اتفاق م یافتد و برخی از عوامل خارجی یا داخلی نیز، در شدت آن دست دارند. در این مقاله، قصد داریم ابتدا خوردگی داغ و نکات تکمیلی آن را بیان کنیم؛ سپس به سراغ پره توربینهای گازی برویم و درباره خوردگی داغ قطعات توربی گازی ا مخصوصا پرههای توربین صحبت کنیم .

خوردگی داغ چیست؟ خوردگی داغ نوعی از انواع خوردگی است که با همراه شدن دمای بالا و عواملی مانند رسوب نمکها یا ترکیبات مذاب خورنده اتفاق م یافتد. گفتنی است که خوردگی داغ بر روی سطح آلیاژهای فلزی روی م یدهد و موجب سست شدن یا شکستگی آنها م یشود. تجهیزاتی مانند توربینهای گازی، موتورهای دیزلی و کورههای فلزی به شدت در معرض خوردگی داغ قرار دارند؛ علت این مسئله هم بسیار ساده است: به سبب اینکه همه این تجهیزات مراوده بسیاری با انواع محصولهای سوخت فسیلی یا مادههای اسیدی مذاب دارند.
خوردگی داغ به چه شکلی اتفاق میافتد؟ در بخش قبلی بیان کردیم که خوردگی داغ با کنار هم قرارگرفتن دمای زیاد و برخی از عوامل شیمیایی رقم م یخورد؛ در این قسمت، قصد داریم این مسئله را تا حدودی بسط دهیم. به سبب اینکه کلیت این مقاله راجع به خوردگی داغ قطعات توربین است، با یک مثال در ز م ینه همین موضوع، روند خوردگی داغ را شرح م یدهیم. ساعته در حال 24 توربینهای گازی موجود در نیروگاهها را تصور کنید؛ این توربینها بهصورت فعالیت هستند و انرژی آنها هم از راههای گوناگونی مانند احتراق سوختهای فسیلی تأمین م یشود؛ زمان ی که این مواد به انرژی تبدیل م یشوند، گازهایی حاصل م یشود که بر روی توربینهای گازی و اجزا فلزی آن خواهد نشست. متخصصان ب هخوب ی م یدانند که سوخ تهای فسیلی مورداستفاده دارای ترکیباتی هستند که براثر احتراق، تبدیل به عناصر زود ذوب م یشوند؛ ترکیبات ناخالص سوختهای فسیلی که موجب تولید چنین عناصری م یشوند، شامل وانادیم، سدیم، سولفات و پتاسیم م یشود. پس از آنکه این ترکیبات زود ذوب حاصل شدند، بر روی لا یه اکسیدی و چسبنده قطعات توربینها خواهند نشست و فرایند خوردگی را آغاز خواهند کرد. گفتنی است که عناصر زود ذوب بهسختی لایههای اکسیدی را از بین م یبرند ولی بهمحض اینکه به فلز برسند، فلز را ا کامل تخریب م یکنند.

چه عواملی موجب افزایش خوردگی داغ میشوند؟ بهخودیخود موجب آسیب شدید به ، همانطور که در بخش قبلی گفتیم ترکیبات زود ذوب بدنه قطعات م یشوند اما نباید فراموش کنیم که برخی از مؤلفهها مانند دمای بسیار بالا و وجود عناصر دیگر، موجب تشدید فرایند خوردگی داغ خواهد شد. حضور بازه گستردهای از نم کهای اکسیدی، کلریدی و سولفاتی فرایند خوردگی داغ را به شدت افزایش م یدهد. این نمکها شامل موارد زیر م یشود: نمک سولفات سدیم؛ • نمک کربنات سدیم؛ • نمک کلرید سدیم. •
جالب است بدانید که این عناصر در محی طهای گوناگون به میزا نهای متفاوتی وجود دارند؛ بهعنوان نمونه، نمک کلرید سدیم در آب دریا فراوان یافت م یشود، در نتیجه موجب خوردگی کشت یها نیز م یشود. علوه بر اینها، عوامل دیگری مانند وضعیت ترمودینامیکی، نرخ جریان، سایش، چرخههای مربوط به دما و ترکیبات و سرعت گازها در فرایند خوردگی داغ تأثیر بسیار زیادی دارد.
خوردگی داغ چند مرحله دارد ؟ دو مرحله در فرایند کلی خوردگی داغ قطعات توربین تأثیرگذار هستند. جالب است بدانید که مؤلفههای ی مانند سرعت خوردگی یا عوامل مؤثر در خوردگی، باعث تفکیک این دو مرحله از یکدیگر م یشوند: • مرحله اول خوردگی داغ؛ جوانهزنی و آغاز: در این مرحله، گازهایی که در قسمت قبلی نیز بیان کردیم، بر سطوح قطعات توربین رسوب م یکنند. این عوامل زمین هساز یک واکنش الکتروشیمیایی در فلزها م یشوند. باتوجهبه عواملی مانند ضخامت لا یه راسبشده، سرعت و ترکیب جریان گاز و ترکیب آلیاژ تأثیر زیادی در سرعت اتفاق افتادن مرحله اول دارد. • مرحله دوم خوردگی داغ؛ افزایش خوردگی: زمان ی که نفوذ تشدید م یشود و انحلل پوسته نیز سریعتر انجام م یشود، ترکی بهای جدیدی به نم کهای خورنده افزوده م یشود؛ در نتیجه، سرعت و قدرت تخریب بسیار افرایش پیدا م یکند.
انواع خوردگی داغ قطعات توربین گازی خوردگی داغ باتوجهبه اینکه در چه دمایی اتفاق م یافتد به دو دسته کلی تقسیم م یشود: ) ؛HTHC خوردگی داغ در دمای بالا ( • .)LTHC خوردگی داغ در دمای پایین ( •
مه مترین شباهت این دو خوردگی، در این مسئله است که نم کهای اکسیدی نقش برجستهای در هر دوی این روشها ایفا م یکنند . درج850گفتنی است که دما در خوردگی در دمای بالا حدود ه سانت یگراد و در خوردگی دمای پایین حدود هفتصد درجه سانت یگراد است.

خوردگی داغ قطعات توربین گازی اکنون که خوردگی داغ را بهصورت کلی بررسی کردیم، وقت آن رسیده است که چند کلم های هم درباره خوردگی داغ قطعات توربین گازی صحبت کنیم. نباید فراموش کنیم که خور دگی داغ مختص قطعات فلزی آلیاژی است و در توربین گازی نیز قطعههای فلزی آلیاژی گوناگونی بهکاررفته است که ا مطمئنا در معرض خوردگی داغ هستند؛ باتوجهبه حجم کلی این مقاله، ا صرفا به خوردگی داغ در پرههای توربین گازی م یپردازیم.
ابتدا درباره پره در توربین گازی صحبت م یکنیم :
پره در توربین گازی تیغه یا پره یکی از اجزای جداشدنی از توربین است که وظیفه دارد انرژی را از منطقه احتراق دریافت کند یا استخراج کند؛ گفتنی است که این فرایند در فشار و دمای بالا اتفاق م یافتد. پرههای توربین گازی بیشتر از هر قسمت دیگری در معرض حرارت قرار دارند؛ به سبب این مسئله، متخصصان از راهکارهای گوناگونی برای مقاومسازی این قسمت از توربینهای گازی استفاده م یکنند. استفاده از سوپرآلیاژها در ساخت قطعات توربین گازی و تعب یه خن ککنند ههای حرفهای، از جمله تدابیر تخصصی برای مقاومسازی پرههاست. از عناصر زیر در ساخت پره توربین استفاده م یشود : • U -؛ 500 ؛Rene 77 • ؛Rene N6 • ؛PWA1484 • • CMSX -؛ 4 • SMSX -؛ 10 • Inconel. نکته: این عناصر، تنها بخشی از اجزا تشکیل دهنده پرههای توربین هستند.

خوردگی داغ در پرههای توربین گازی با مطالعه بخش قبلی و بررسی عناصر تشکیل دهنده پره توربین، به این نتیجه م یرسیم که تدبیرهای گوناگونی برای مقاومسازی پرههای توربین گازی اندیشیده شده است اما نکته اینجاست که این قطعات بازهم در معرض خوردگی داغ قرار دارند. روند خوردگی داغ در پرههای توربین گازی به این شکل اتفاق م یافتد: ابتدا عواملی مانند سایش، تنشهای دمایی، واکنشهای شیمیایی و خوردگ یهای سایشی در پرهها بروز م یکنند و پس از آن که لایههای محافظ با این عوامل اندکی سست شد، نم کهای مخرب مذاب سطح فلز پایه را احاطه خواهند کرد. پس از این، مکانیسمهایی مانند سولفیدهشدن و اکسیداسیون ناشی از فعالت نمک مذاب، فرایند را سریعتر م یکنند. مطابق با آزمایشهایی که دربارهای این مسئله انجام شده، کارشناسان به این نتیجه رسید هاند که پاشش نمک بر سطح لا یه محافظ یا فلز پایه، برجستهترین عامل در میزان خوردگی داغ قطعات توربین است .
آلیاژ پره در فرایند خوردگی داغ در بخ شهای قبلی نیز گفتیم که نوع آلیاژ تأثیر زیادی در فرایند خوردگی داغ دارد. درباره آلیاژ پرههای توربین باید بدانید که آلیاژهای با مقادیر بالای آلومینیوم و کروم، مانند آلیاژ اینکونل ، با نمکهای معمولی نیز فرایند خوردگی را طی م یکنند ولی آلیاژهایی با مقادیر وانادیم، 738LC تنگستن و مولیبدن ا صرفا با نمکهای اسیدی خورده م یشوند.

سخن پایانی ما در این مقاله ابتدا کوشیدیم تا خوردگی داغ را تعریف کنیم، انواع آن را برشماریم و مراحل کلی آن را قید نماییم؛ در حاش یه این بحث، به برخی از عوامل تشدیدکننده خوردگی نیز اشارههایی کردیم. در قسمت دوم مقاله، توربینهای گازی را تعریف کردیم و بیان کردیم که چگونه پرههای توربین گازی،
دچار خوردگی داغ م یشوند؛ این مقاله خوردگی داغ قطعات توربین را با محوریت خوردگی داغ در پرههای توربین، به پایان رساند

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *