در حال بررسی...افزایش توان خروجی توربین‌های گاز
پژوهشگران دانشگاه اسکولتک روسیه، به مواد سرامیکی جدیدی دست یافته‌اند که استفاده از آنها به‌عنوان پوشش قطعات داغ توربین‌های گاز، منجر به افزایش بهره‌وری و بالابردن توان خروجی این ماشین‌ها می‌شود. آزمایش‌های اولیه بر روی این مواد سرامیکی جدید نتایج مثبتی داشته و پس از تکمیل مراحل آزمایش و ارزیابی، امکان استفاده عملیاتی از آنها فراهم خواهد شد. بخشی از نتایج این پروژه بزرگ در نشریه معتبر Physical Review Materials منتشر شده‌است.
پوشش سد حرارتی برای حفاظت از پره‌های توربین در توربین‌های گاز نیروگاهی و موتورهای جت استفاده می‌شود. عموما این پره‌ها از سوپرآلیاژهای پایه نیکل ساخته می‌شوند. پوشش‌دهی موثر این قطعات علاوه بر افزایش مقاومت حرارتی، سختی و مقاومت در برابر سایش را به میزان قابل‌ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد. استفاده از مواد موثرتر برای پوشش سد حرارتی پره‌های توربین، امکان افزایش دمای کاری آنها را فراهم کرده و افزایش درجه حرارت به معنای افزایش بهره‌وری توربین گاز است.
مواد مورداستفاده برای پوشش سد حرارتی، باید الزامات مختلف را برآورده کنند. نقطه ذوب آنها بسیار بالا باشد و در عین حال رسانایی حرارتی بسیار پایینی باید داشته باشند. محاسبه ویژگی دوم بسیار دشوار است، زیرا این شاخص بطور پیچیده‌ای به ساختارهای کریستال‌های یک ماده وابسته است. همچنن زمانی که یک پره توربین دارای پوشش سد حرارتی در معرض دماهای بالا قرار می‌گیرد، نرخ انبساط ماده پوششی باید با نرخ انبساط سوپرآلیاژ بکاررفته در خود پره یکسان باشد.
همچنین این پوشش‌ها باید در برابر برخورد اجزای ریز و قطعات خارجی واردشده به توربین مقاوم باشند. همچنین مقاومت آنها در برابر خوردگی ناشی از اکسیداسیون باید در حد بالایی قرار داشته باشد. پروژه مطالعاتی انجام‌شده در دانشگاه اسکولتک، چندین ماده جدید برای جایگزینی زیرکونیا تثبیت شده با ایتریا که هم‌اکنون مرسوم‌ترین ماده برای پوشش سد حرارتی بشمار می‌رود را معرفی کرده‌است.
در این میان می‌توان به نیوبات ایتریم (Y۳NbO۷) و ترکیبات مبتنی بر BaLaMgNbO۶ اشاره کرد. موسسه علم و فناوری اسکولتک، ادامه کار بر روی این پروژه مهم و کلیدی را با توجه به مشکلات اساسی پیش‌آمده برای صنعت توربین گاز روسیه پس از خروج شرکای غربی به دنبال تهاجم نظامی ان کشور به اوکراین در دستور کار دارد.
منبع:
