Problemas com corrosão e oxidação com a qual o equipamento de energia precisa lidar
Problema com corrosão
Muitas vezes, existem muitas substâncias corrosivas nos locais onde o equipamento energético funciona. O fluido de perfuração usado na extração de óleo tem muito sal, ácido e microorganismos, o que pode corroer seriamente o equipamento de perfuração. Durante a produção de energia química, diferentes ácidos, álcalis, soluções de sal e solventes orgânicos podem reagir com a superfície metálica do equipamento. Isso pode tornar as paredes do equipamento mais fino, mais fraco e até causar vazamentos. Por exemplo, os trocadores de calor nas refinarias são expostos a compostos corrosivos como sulfetos e cloretos por longos períodos de tempo. Isso pode causar facilmente corrosão, corrosão de fendas e outros problemas que dificultam a movimentação do calor e diminuem a vida útil do equipamento.
Problema de oxidação
Um dos ambientes operacionais mais típicos para equipamentos energéticos são as altas temperaturas. Por exemplo, caldeiras em usinas de energia térmica e câmaras de combustão em turbinas a gás. Quando os metais estão nesses ambientes quentes, eles reagem com oxigênio para gerar uma camada de óxido. À medida que a camada de óxido fica mais espessa, as qualidades mecânicas do material vão piorar lentamente. Por exemplo, ele se tornará mais fraco, menos robusto e potencialmente quebrar e falhar. Por exemplo, quando as pás da turbina de uma turbina a gás trabalham em gás quente, as escalas de óxido se acumulam na superfície. Quando essas escalas removem, eles aceleram o desgaste e a corrosão das lâminas, o que diminuirá o desempenho e a confiabilidade do motor.
Princípios e maneiras de tornar a impressão 3D de metal mais resistente à corrosão
Melhorar a composição e a microestrutura da substância
A impressão 3D de metal pode gerenciar com precisão a maquiagem e a microestrutura de materiais dependentes do tipo de equipamento de energia e do ambiente em que será usado. Adicionar elementos como cromo, níquel e molibdênio aos materiais pode torná -los menos propensos a enferrujar. Por exemplo, a adição de cromo ao aço inoxidável criará uma espessa camada protetora de óxido de cromo na superfície do metal. Isso impedirá que substâncias corrosivas entrem em contato com o substrato metálico, o que tornará o aço inoxidável mais resistente à corrosão. A tecnologia de impressão 3D de metal pode espalhar uniformemente elementos de liga, que resolve o problema da segregação de componentes que podem acontecer nos procedimentos tradicionais de fundição e forjamento. Isso torna a resistência à corrosão dos materiais mais robusta.
Controlar parâmetros de impressão como energia a laser, velocidade de varredura, espessura da camada e assim por diante também pode alterar a microestrutura de materiais na impressão 3D de metal. Por exemplo, pequenas estruturas de grãos podem ser feitas por FINE - ajuste as configurações de impressão. Isso pode tornar os materiais mais resistentes à corrosão, porque os limites dos grãos são onde a corrosão tende a acontecer. Os grãos finos indicam mais limites de grãos e um caminho mais longo e mais enrolado para a corrosão se espalhar, o que diminui o ritmo da corrosão.
Fazendo estruturas complicadas que param de enferrujar
É difícil para os métodos de fabricação tradicionais fabricar peças com estruturas de corrosão anti -- complicadas, mas a tecnologia de impressão 3D metal pode rapidamente criar esse tipo de estrutura. Por exemplo, as estruturas de nano micro - podem ser usadas para fazer revestimentos de corrosão anti -- na superfície do equipamento. Esses revestimentos podem dificultar as substâncias corrosivas para tocar nas superfícies metálicas, o que as torna mais eficazes na prevenção de corrosão. Você também pode fazer peças com canais internos que podem ser preservados da corrosão, colocando conservantes ou refrigerantes nos canais. Por exemplo, a tecnologia de impressão 3D de metal é usada para criar juntas com canais de corrosão anti -- internos nas extremidades dos oleodutos. Esses canais podem ser preenchidos regularmente com compostos de corrosão anti -- para impedir que as juntas enferrujem.
Princípios e maneiras de usar a impressão 3D de metal para fazer os antioxidantes funcionarem melhor
Criando ligas que são fortes e antioxidantes
A impressão 3D de metal possibilita a criação de novas ligas de desempenho -} que não enferrujam. Os pesquisadores podem criar e desenvolver materiais de liga com certas estruturas e composições com base em quão bem eles funcionam como antioxidantes. Níquel - baseado em -} ligas de temperatura, por exemplo, são muito resistentes à oxidação. A tecnologia de impressão 3D de metal permite gerenciar a quantidade e a colocação de diferentes elementos na liga com muita precisão, o que a torna ainda mais resistente à oxidação. Você também pode adicionar elementos de terras raras à liga. Isso pode tornar os grãos menores, limpar os limites dos grãos e tornar a liga mais forte em altas temperaturas e menos propenso a oxidar.
Fazendo um gradiente anti - revestimento de oxidação
O revestimento de gradiente é uma forma de revestimento que possui propriedades de gradiente composicional e estrutural. Isso torna mais capaz de lidar com flutuações nas condições de temperatura e oxidação. A tecnologia de impressão 3D de metal pode tornar os revestimentos de oxidação anti -- gradiente com grande precisão. Por exemplo, ao desenvolver revestimentos de oxidação anti --} em lâminas de turbinas a gás, a camada interna gruda bem no substrato da lâmina, enquanto a camada externa faz um ótimo trabalho para prevenir a oxidação. A estrutura e a composição do revestimento mudam lentamente à medida que a temperatura aumenta para proteger melhor as folhas da oxidação em diferentes temperaturas. Isso faz com que as folhas durem mais e funcionem melhor como antioxidante.
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