蒸気タービンブレードの材料として合金6Bを選択する理由

蒸気タービンブレードは、高温、腐食性媒体、機械的ストレスを伴う過酷な環境で動作します。時間の経過とともに、腐食と摩耗によりブレードの性能が低下し、効率の低下とメンテナンスコストの増加につながります。これらの課題に対処するために、合金6B/国連 R30016は、蒸気タービンブレードの摩耗ストリップや保護オーバーレイに最適な材料です。このコバルト - クロム - タングステン合金は アムス 5894 に準拠しており、比類のない耐腐食性、高温安定性、機械的耐久性を兼ね備えています。この記事では、タービンブレードの腐食の根本的な原因と材料選択の基準について説明します。

蒸気タービンブレードの腐食の原因

応力腐食割れ（SCC）

高温蒸気や周期的な応力に長時間さらされると、微小亀裂が発生し、材料の破損が加速します。SCC は、溶解した酸素と塩化物を含む湿った蒸気にさらされたブレードで特に多く発生します。

摩耗と侵食

湿り蒸気は、特に低圧タービン段階で、ブレードの表面を侵食する微小な液滴や微粒子を運びます。この侵食は高速回転によって悪化し、材料の損失や空力効率の低下につながります。

酸化と化学攻撃

高温（600°C 以上）では、酸化反応によりブレードの表面が劣化します。さらに、蒸気の酸性汚染物質（硫黄化合物など）は化学腐食を加速します。

キャビテーションによる損傷

蒸気流の急激な圧力変化により蒸気泡が発生し、それが激しく崩壊して局所的な穴あきや表面劣化を引き起こします。

タービンブレード摩耗ストリップの材料選択基準

これらの課題に対処するには、材料が厳しい要件を満たす必要があります。

• 高温安定性:動作温度（最大 980°C）でも硬度と強度を維持します。

• 耐腐食性:酸性、アルカリ性、酸化性の環境に耐えます。

• 耐摩耗性:微粒子や微小液滴による摩耗を最小限に抑えます。

• 低摩擦係数:接着摩耗とエネルギー損失を軽減します。

• 業界標準への準拠:アムス 5894 などの認証を通じて信頼性を確保します。

合金6B/国連 R30016が理想的な選択肢である理由

優れた構成

合金 6B のコバルト - クロム - タングステン マトリックス (共同-Cr-W) は、酸化、硫化、塩化物による腐食に対する固有の耐性を備えています。高クロム含有量 (約 30%) が保護酸化物層を形成し、タングステンは硬度と耐摩耗性を高めます。

優れた機械的特性

• 硬度：鋳造状態でHRC 40～45であり、摩耗に対する耐久性を保証します。

• 熱安定性:高圧タービンステージにとって重要な、最大 980°C までの構造的完全性を維持します。

• 低摩擦:潤滑されていない環境でのかじりや凝着摩耗を軽減します。

アムス 5894 コンプライアンス

合金 6B は アムス 5894 航空宇宙材料仕様に準拠しており、重要な用途において一貫した品質と性能を保証します。この規格により、最適な合金組成、熱処理、および機械試験が保証されます。

実証済みのアプリケーション

合金 6B はタービンブレード以外にも、次のような用途で広く使用されています。

• バルブシートおよびポンプ部品（キャビテーションに対する耐性）。

• 原子炉部品（耐放射線性）。

• 食品加工機器（無毒、衛生的）。