Nickel für Öl

Wissenschaftler des kleinen innovativen Unternehmens „Technologies of Special Metallurgy“ auf Basis von NUST „MISiS“ haben im Auftrag von PJSC „ODK-Saturn“ eine einzigartige Legierung hergestellt, die zwei sich gegenseitig ausschließende Eigenschaften kombiniert: Korrosionsbeständigkeit und hohe Wärmebeständigkeit. Aus der neuen Legierung werden spezielle Gasturbinen für die Erschließung von Offshore-Gas- und Ölfeldern hergestellt.


Verschiedene reine Metalle vor dem Schmelzen

Die Entwicklung des Meeresschelfs erfordert neue Hochtechnologie. Um beispielsweise Energie für die Öl- und Gasförderung bereitzustellen, ist ein spezieller Kraftwerkstyp erforderlich, der einen Hybrid aus Gas- und Dampfturbinen verwendet. Solche Einheiten bieten einen doppelt so hohen Wirkungsgrad wie üblich (58% statt 28%). In Russland gibt es nur wenige, während die USA und Europa sehr aktiv auf solche Kraftwerke umstellen.

Eines der Schlüsselelemente der Turbine eines solchen Kraftwerks sind gekühlte Nickellegierungen und Düsenschaufeln. Sie müssen nicht nur hohen Temperaturen standhalten, sondern auch den Auswirkungen einer aggressiven Meeresumwelt standhalten, dh sehr korrosionsbeständig sein.

Diese beiden Eigenschaften widersprechen sich in der chemischen Zusammensetzung: Um die Legierung korrosionsbeständig zu machen, muss sie viel Chrom enthalten. Es ist jedoch erforderlich, dass die Legierung gleichzeitig hitzebeständig ist, daher muss ihre Zusammensetzung Elemente enthalten, die gegen hohe Temperaturen beständig sind, wie Wolfram, Molybdän oder Rhenium. Gleichzeitig verringert Chrom in hohen Konzentrationen die Wärmebeständigkeit. Darüber hinaus interagiert es mit diesen Elementen und macht die Legierung unter Bildung schädlicher Verbindungen spröde. Die Kombination der beiden Antagonistenanforderungen ist ein großes Problem.

In Übersee lösen Wissenschaftler dieses Problem seit mehr als zwanzig Jahren, und es wurde eine ganze Reihe von Nickellegierungen der neuen Generation entwickelt. In Russland war im Auftrag von PJSC UEC-Saturn, einem kleinen innovativen Unternehmen auf der Basis von NITU MISiS, das von PJSC UEC-Saturn in Auftrag gegebene wissenschaftliche und technologische Zentrum „Technologies of Special Metallurgy“ an der Entwicklung einer Technologie zum Schmelzen einer neuen Haushaltslegierung beteiligt. Als Ergebnis wurde eine einzigartige korrosionsbeständige Legierung geschaffen, die eine mit Luftfahrtlegierungen vergleichbare Wärmebeständigkeit aufweist (Temperaturen von 900-1000 ° C) und als Ergebnis ihren eigenen Namen SLZhS-5 erhielt.


Geschmolzenes Metall

" Die Legierung weist die Eigenschaften der Wärmebeständigkeit auf, die Luftfahrtmaterialien entsprechen, wodurch sie nicht nur für die Planung von Land- und Offshore-Gasturbinenanlagen, sondern auch für Gasturbinentriebwerke von Amphibienflugzeugen und Ekranoplanen verwendet werden kann", sagte der Doktor der technischen Wissenschaften Alexander Logunov , Chefspezialist für Materialien und Technologien von PJSC UEC-Saturn, Geehrter Erfinder der Russischen Föderation.

Tests, die an den Standorten von FSUE TsNII KM "Prometey" und OJSC NPO CKTI durchgeführt wurden, zeigten, dass die korrosionsbeständige Hochtemperaturlegierung SLZhS-5 in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit weit verbreiteten Haushaltslegierungen nicht unterlegen ist und alle vorhandenen Analoga hinsichtlich der Wärmebeständigkeit - russisch und ausländisch - übertrifft. Darüber hinaus weist es eine ausreichend hohe Duktilität auf, was ein Indikator für eine hohe Betriebssicherheit ist.


Gesamtansicht des Ofens

„ Die von unseren Spezialisten entwickelte einzigartige Technologie zum Schmelzen der Legierung SLZhS-5 ermöglichte es, das Problem zu lösen, das mit der Einführung aller chemischen Elemente verbunden ist, die für die gegebenen Eigenschaften des Metalls erforderlich sind. Tatsächlich handelt es sich hierbei um eine Technik zum präzisen Legieren (Anreichern), indem verschiedene Komponenten in einer bestimmten Reihenfolge in die Legierung eingebracht werden. Je genauer die Legierung ist, desto stabiler ist die erhaltene Legierung und ihre einzigartigen Eigenschaften “, betonte Alexander Mikhailov, Generaldirektor des STC„ TSM “auf der Grundlage des NUST„ MISiS “.„ Bevor das Team ein solches Ergebnis erzielte, führte es Dutzende wissenschaftlicher Experimente und Laborexperimente durch . “