Problem med korrosion och oxidation som energiutrustning måste hantera
Problem med korrosion
Det finns ofta många frätande ämnen på de platser där energiutrustning fungerar. Borrvätska som används vid extraktion av olja har mycket salt, syra och mikroorganismer i den, vilket allvarligt kan korrodera borrutrustning. Under produktionen av kemisk energi kan olika syra, alkali, saltlösningar och organiska lösningsmedel reagera med metallytan på utrustningen. Detta kan göra väggarna i utrustningen tunnare, svagare och till och med orsaka läckor. Till exempel utsätts värmeväxlare i raffinaderier för frätande föreningar som sulfider och klorider under långa perioder. Detta kan lätt orsaka gropkorrosion, sprickkorrosion och andra problem som gör det svårare för värme att röra sig och förkorta utrustningens livslängd.
Problem med oxidation
En av de mest typiska driftsmiljöerna för energiutrustning är höga temperaturer. Till exempel pannor i termiska kraftverk och förbränningskamrar i gasturbiner. När metaller är i dessa heta inställningar, reagerar de med syre för att generera ett oxidskikt. När oxidskiktet blir tjockare kommer materialets mekaniska egenskaper långsamt att bli sämre. Till exempel kommer det att bli svagare, mindre robust och potentiellt bryt och misslyckas. Till exempel, när turbinbladen för en gasturbin fungerar i varm gas, kommer oxidskalor att ackumuleras på ytan. När dessa skalor skalar av kommer de att påskynda bladens slitage och korrosion, vilket kommer att sänka motorns prestanda och tillförlitlighet.
Principer och sätt att göra metall 3D -utskrift mer motståndskraftig mot korrosion
Förbättra sammansättningen och mikrostrukturen i ämnet
Metall 3D -utskrift kan exakt hantera smink och mikrostruktur av material beroende på typen av energiutrustning och miljön där den kommer att användas. Att lägga till element som krom, nickel och molybden till material kan göra dem mindre benägna att rostas. Till exempel, att lägga till krom till rostfritt stål skapar ett tjockt skyddande skikt av kromoxid på metallens yta. Detta kommer att hindra frätande ämnen från att komma i kontakt med metallsubstratet, vilket kommer att göra rostfritt stål mer resistent mot korrosion. Metall 3D -tryckteknologi kan jämnt sprida legeringselement, som löser problemet med komponentsegregation som kan hända i traditionella gjutning och smide procedurer. Detta gör materialens korrosionsmotstånd mer robust.
Kontroll av utskriftsparametrar som laserkraft, skanningshastighet, skikttjocklek och så vidare kan också ändra mikrostrukturen för material i metall 3D -tryckning. Till exempel kan små kornstrukturer göras genom fin - inställningsinställningar. Detta kan göra material mer resistenta mot korrosion eftersom korngränser är där korrosion tenderar att hända. Fina korn indikerar fler korngränser och en längre, mer slingrande väg för korrosion att spridas, vilket bromsar korrosionstakten.
Gör komplicerade strukturer som slutar rostar
Det är svårt för traditionella tillverkningsmetoder att göra delar med komplicerad anti - korrosionsstrukturer, men metall 3D -tryckteknik kan snabbt göra sådana strukturer. Till exempel kan mikro - nano -strukturer användas för att göra anti - korrosionsbeläggningar på ytan av utrustningen. Dessa beläggningar kan göra det svårare för frätande ämnen att beröra metallytor, vilket gör dem mer effektiva för att förhindra korrosion. Du kan också göra delar med interna kanaler som kan bevaras från korrosion genom att sätta konserveringsmedel eller kylvätska i kanalerna. Till exempel används metall 3D -tryckteknologi för att göra fogar med inre anti - korrosionskanaler i ändarna av oljeledningar. Dessa kanaler kan regelbundet fyllas med anti - korrosionsföreningar för att förhindra att lederna rostar.
Principer och sätt att använda metall 3D -utskrift för att få antioxidanter att fungera bättre
Skapa legeringar som är både starka och antioxidant
Metall 3D -utskrift gör det möjligt att göra nya höga - prestandolegeringar som inte rostar. Forskare kan tillverka och utveckla legeringsmaterial med vissa strukturer och kompositioner baserat på hur väl de fungerar som antioxidanter. Nickel - baserad hög - Temperaturlegeringar, till exempel, är mycket resistenta mot oxidation. Metall 3D -tryckteknik låter dig hantera mängden och placeringen av olika element i legeringen mycket exakt, vilket gör det ännu mer resistent mot oxidation. Du kan också lägga till sällsynta jordarelement till legeringen. Dessa kan göra kornen mindre, städa upp korngränserna och göra legeringen starkare vid höga temperaturer och mindre benägna att oxidera.
Gör en gradient anti - oxidationsbeläggning
Gradientbeläggning är en form av beläggning som har både kompositions- och strukturella gradientegenskaper. Detta gör det bättre att hantera fluktuationer i temperatur och oxidationsförhållanden. Metall 3D -tryckteknik kan göra gradienten anti - oxidationsbeläggningar med stor noggrannhet. Till exempel, när man utvecklar gradient anti - oxidationsbeläggningar på gasturbinblad, fastnar det inre skiktet väl vid bladunderlaget, medan det yttre skiktet gör ett bra jobb med att förhindra oxidation. Beläggningens struktur och sammansättning förändras långsamt när temperaturen stiger för att bättre skydda bladen från oxidation vid olika temperaturer. Detta gör att bladen håller längre och fungerar bättre som en antioxidant.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - utskrift/3D - tryck - integralpump-impeller.html