La piastra in lega di titanio, grazie alle sue proprietà fisiche e chimiche uniche, ha gradualmente dimostrato vantaggi significativi in vari campi come le centrali termiche costiere e le centrali nucleari, ed è diventata un materiale chiave indispensabile nel settore energetico.
Condensatore: la scelta preferita per la resistenza alla corrosione e la lunga durata
Le centrali termoelettriche e nucleari nelle zone costiere utilizzano solitamente l’acqua di mare come acqua di raffreddamento per i loro condensatori, la cui funzione principale è condensare il vapore in acqua. Tradizionalmente i condensatori adottavano per lo più tubi in ottone e alluminio. Tuttavia, con il rapido deterioramento dell’ambiente marino, l’acqua di mare contenente idrogeno solforato causerà una grave corrosione dei tubi in ottone e alluminio, causando frequenti perdite e compromettendo il normale funzionamento delle centrali elettriche.
ILpiastra in lega di titanioIl condensatore si distingue per la sua eccezionale resistenza alla corrosione e la lunga durata. La lega di titanio ha un'eccellente resistenza alla corrosione chimica ed elettrochimica e ha una forte resistenza alla corrosione causata da acqua di mare, solfuri, cloruri, nonché alla corrosione puntuale causata da organismi e sedimenti marini. Allo stesso tempo, può anche resistere alla corrosione accelerata causata dall'acqua di mare ad alta velocità-e dai vortici locali. Questo perché la superficie del titanio può riparare rapidamente la pellicola protettiva di ossido danneggiata. Anche in acqua di mare contenente sabbia e polvere di diamante, con una velocità di flusso di 2 m/s, la velocità di corrosione sulla superficie del titanio è estremamente bassa. Pertanto, il condensatore in lega di titanio può aumentare la portata dell'acqua di mare per migliorare l'effetto di raffreddamento e ridurre significativamente i costi di manutenzione e i rischi di fermo macchina per garantire il funzionamento stabile della centrale elettrica.
Pale di turbine a vapore: un modello di materiali leggeri e resistenti alla corrosione-
Le pale delle turbine a vapore, soprattutto quelle nelle sezioni a bassa-pressione, hanno requisiti estremamente elevati per quanto riguarda le proprietà del materiale. Tradizionalmente, le pale delle turbine a vapore sono realizzate in acciaio inossidabile al cromo martensitico, ma questo materiale presenta evidenti inconvenienti. L'acciaio ha un'elevata densità e, nelle-turbine a vapore rotanti ad alta velocità, le pale in acciaio devono resistere a enormi forze centrifughe, aumentando il carico sulle apparecchiature e il rischio di guasti. Inoltre, il vapore acqueo spesso contiene cloruri e solfuri mescolati a causa delle perdite dal condensatore e questi mezzi possono causare corrosione per vaiolatura sulla superficie delle pale in acciaio, formando corrosione interstiziale tra la radice e la punta delle pale o sulle nervature di tensione e diventando fonte di crepe. Inoltre, le prestazioni a fatica dell’acciaio Cr13 non sono ideali. In un ambiente corrosivo con una soluzione satura di cloruro di sodio, soprattutto con un pH basso e una soluzione contenente ossigeno-, la sua resistenza alla fatica diminuirà in modo significativo.
Al contrario, le piastre in lega di titanio sono diventate la scelta ideale per le pale delle turbine a vapore. Le pale in titanio sono leggere e, a parità di velocità di rotazione, la forza centrifuga alla base della pala può essere ridotta del 40%, riducendo significativamente il consumo energetico e l'usura dell'attrezzatura. Allo stesso tempo, le lame in titanio hanno una resistenza alla corrosione al vapore contenente sale- molto migliore rispetto all'acciaio, evitando efficacemente problemi come la vaiolatura e la corrosione interstiziale. Inoltre, la resistenza alla fatica delle leghe di titanio è significativamente superiore a quella dell’acciaio inossidabile. In aria, la resistenza alla fatica della lega Ti-6A1-4V è circa il 30% superiore a quella dell'acciaio Cr13; mentre nella soluzione di cloruro di sodio, la resistenza alla fatica dell'acciaio Cr13 diminuirà di 2/3 - 4/5, mentre la resistenza alla fatica delle leghe di titanio rimane sostanzialmente inalterata. Pertanto, considerando le prestazioni a fatica in condizioni corrosive, le piastre in lega di titanio sono diventate un materiale importante per sostituire le pale in acciaio, contribuendo a migliorare l’efficienza e l’affidabilità delle turbine a vapore.
Anello di protezione del generatore: il materiale ideale con elevata resistenza e assenza di magnetismo
Nell'intero sistema del generatore a turbina, l'anello di protezione è uno dei componenti chiave. I grandi generatori hanno requisiti estremamente severi per l'anello di protezione, che deve avere un'elevata resistenza, buone prestazioni anti-frattura, essere insensibile alla tensocorrosione nei mezzi acquosi ed essere non-magnetico. Attualmente, gli anelli di guardia sono realizzati principalmente con leghe austenitiche Fe-Mn-Cr, ma questa lega ha una forte tendenza alla tensocorrosione e ci sono alcuni problemi riguardanti l'affidabilità nel raggiungimento di un'elevata resistenza.
Gli anelli di protezione della piastra in lega di titanio possono soddisfare perfettamente questi requisiti. La loro resistenza specifica può facilmente raggiungere gli standard di progettazione e sono non-magnetici, insensibili alla tensocorrosione e offrono eccellenti prestazioni globali. Pertanto, l'utilizzo di piastre in lega di titanio per produrre anelli di protezione è una scelta più adatta. Attualmente, nel campo della produzione degli anelli di protezione dei generatori, alcuni paesi hanno compiuto progressi significativi, dimostrando le ampie prospettive di applicazione delle piastre in lega di titanio in questo campo.