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純鈦在蒸汽渦輪葉片上的腐蝕性能
來源：鈦棒，鈦板，鈦合金，鈦設(shè)備，鈦管，鈦絲，鈦材 發(fā)布時間：2014-8-25 16:10:54
眾所周知，鈦是耐蝕性優(yōu)異的金屬，無論是在清潔海水，還是在污染海水中，其耐全面腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕和侵蝕的能力均優(yōu)于銅合金。表2-34為鈦材和B30銅合金在海水和污染海水中的腐蝕情況比較。純鈦在三個月的高速沖刷腐蝕條件下沒有失重，而B30合金、H59黃鋼和紫銅都出現(xiàn)了較明顯的腐蝕，三者之間的腐蝕速度彼此相差一個數(shù)量級。其局部腐蝕也與一般腐蝕速度具有同樣的順序，即純鈦耐沖刷腐蝕性能最好。

鈦具有髙的比強度和良好的耐腐蝕性能，成為引人注目的蒸汽渦輪葉片材料。比強度高能提髙單位低壓渦輪尺寸的設(shè)計能力，蒸汽渦輪的尺寸受最末一排葉片長度的影響很大，如果將最末一排葉片的長度增長，就可節(jié)省能量。鈦可以增加葉片長度而不提高轉(zhuǎn)子中的應(yīng)力。因此，鈦葉片可以提高渦輪機的效率。

原于能發(fā)電用汽輪機比火力發(fā)電用汽輪機的轉(zhuǎn)速低、體積大，其葉片長1.1m，承受應(yīng)力大。因此低壓轉(zhuǎn)子的L3、L4級易受腐蝕并增加應(yīng)力，而鈦葉片能降低這種應(yīng)力，有助于解決原子能發(fā)電汽輪機這一關(guān)鍵問題。美國、俄羅斯、英國、。德國、日本、瑞士等國大力開展對蒸汽渦輪鈦葉片的研制和應(yīng)用。美國選用Ti-6Al-4V制作的蒸汽渦輪葉片，由于具有良好的綜合性能，已安全使用了20多年。俄羅斯渦輪機安裝了鈦葉片運轉(zhuǎn)已超過了18年。
德國Remscheid公司是葉片和精密鍛造鈦低壓蒸汽渦輪機翼面的最主要生產(chǎn)商，能夠生產(chǎn)的蒸汽渦輪葉片鍛件，其長度達1.65m。日本建議采用新型鈦合金Ti-6Al-2V-2Sn和SP-700來提高葉片的強度。瑞士已安裝了一臺3000r/min1100MW的渦輪機，在其中一級安裝了鈦葉片。鈦葉片常用于渦輪的倒數(shù)第二級，因為這個部位受水滴腐蝕最為嚴重

傳統(tǒng)的渦輪機葉片為Ci鋼制造。由于這種葉片射腐蝕性能差、使用環(huán)境惡劣和工作應(yīng)力高等原因，往往造成低壓蒸汽渦輪機失效。其主要原因是蒸汽凝聚的水滴在超音速下經(jīng)過渦輪移動而侵蝕葉片，對渦輪的低壓端的大葉片的侵蝕更為嚴重，這種侵蝕會給葉片造成裂紋和疲勞，從而縮短它的使用壽命。大型發(fā)電廠一次意外停機造成的經(jīng)濟損失可達10萬美元。20世紀80年代，美國用Ti-6Al-4V鈦合金取代常用的12%Cr鋼，在不增加葉片根部連接載荷的情況下，可使最末一排葉片的長度增長40%。鈦對蒸汽渦輪中的腐蝕性物質(zhì)具有極好的耐腐蝕性能，用它制成的渦輪葉片在含有氣化物、氫氧化物及琉酸鹽環(huán)境中使用不會出現(xiàn)點蝕、應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞。美國鈦葉片使用20多年也沒發(fā)生失效。因此，現(xiàn)在越來越多的鈦合金被用于制造先進蒸汽渦輪機的葉片。鈦制的蒸汽渦輪葉片不但不受蒸汽凝集的水滴侵蝕，而且還能增加設(shè)備尺寸，降低發(fā)電成本，增加設(shè)備的可靠性和耐久性。
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