Kako izbrati komponente iz titana za-električne solarne projekte

Kako izbrati komponente iz titana za-električne solarne projekte

Sončna elektrarna-uporabnega obsega deluje 25-30 let. Montažne strukture, komponente sledilnikov in hladilni sistemi se vsak dan te življenjske dobe soočajo z UV degradacijo, solnim pršenjem, kroženjem vlažnosti in korozijo tal. Komponente iz titanove zlitine za solarno opremo stanejo 3-5-krat več kot vnaprej pocinkano jeklo, vendar jih ni treba ponovno pocinkati, prebarvati ali zamenjati v življenjskem ciklu projekta. Ta priročnik zajema izbiro stopnje (razred 2 proti razredu 5 proti razredu 7), regionalne specifikacije za Nemčijo/Japonsko/Indijo/jugovzhodno Azijo in 7 dokumentov za preverjanje, ki jih morate zahtevati od svojega dobavitelja, preden oddate naročilo.

Kjer se titan prilega v-Utility Scale Solar

Komunalni{0}}sončni projekti uporabljajo titan v treh kategorijah komponent: montažna in strukturna strojna oprema, mehanizmi za sledenje soncu in sistemi za hlajenje/prenos toplote. Vsaka komponenta ne upravičuje titana-material si zasluži svoje mesto tam, kjer pocinkano jeklo ali aluminij dosežeta mejo življenjske dobe, preden se konča 25-letno obdobje PPA projekta.

Odločitev se zmanjša na eno spremenljivko: nadomestni strošek med delovanjem. Če zamenjava komponente zahteva razstavljanje nizov, zaustavitev pretvornikov ali pošiljanje ekip na oddaljena mesta, stroški življenjskega cikla cenejšega materiala presegajo vnaprejšnje stroške titana. Če je komponenta lahko dostopna in zamenljiva, ostane pocinkano jeklo ali aluminij ekonomična izbira.

Komponente, ki upravičujejo titan: pogonske roke sledilnikov (ciklična obremenitev + izpostavljenost), pritrdilni elementi za obalno montažo (kloridni napad na cinkove prevleke) in cevi za hladilno zanko v obratih za koncentrirano sončno energijo (CSP), kjer kemija hladilne tekočine napada ogljikovo jeklo. Za te aplikacije komponente iz titanove zlitine za solarno opremo zagotavljajo življenjsko dobo, ki je jeklo in aluminij ne dosegata.

Izbira razreda: 2. razred proti 5. razredu proti 7. razredu

Trije razredi titana pokrivajo 95 % aplikacij solarne infrastrukture. Razlika ni kakovost-ampak kemija in mehanske lastnosti, ki se ujemajo s posebnimi obremenitvami in okoljem.

Lastnina	2. stopnja (CP)	Stopnja 5 (Ti-6Al-4V)	Stopnja 7 (Ti-0,2Pd)
Standard ASTM	B348/B338	B348/B381	B348/B338
Natezna trdnost (MPa)	345	950	345
Meja tečenja (MPa)	275	880	275
Odpornost proti koroziji	Dobro (splošno)	Dobro (splošno)	Superior (Cl⁻ + kislina)
Najboljša sončna aplikacija	Montaža, hladilne cevi	Sledilne roke, strukturni nosilci	Obalni pritrdilni elementi, izmenjevalniki toplote
Relativni stroški	Izhodišče	+40-60%	+80-120%

Stopnja 2 je komercialno čisti titan. Obvladuje splošno atmosfersko korozijo in hladilne zanke s čisto vodo. Za montažne tirnice in ne{3}}nosilne-strukturne komponente razred 2 zagotavlja zadostno trdnost po najnižji ceni titana. Meja tečenja 275 MPa (po ASTM B348) presega tipične zahteve za obremenitev zaradi vetra za fiksne-nagibne montažne sisteme.

Stopnja 5 (Ti-6Al-4V) je zlitina za vesoljsko uporabo. Dodatki aluminija in vanadija dvignejo natezno trdnost do 950 MPa – 3-krat več kot stopnja 2. Ročice sončnega sledilnika tisočkrat na dan krožijo po soncu; ta obremenitev zaradi utrujenosti zahteva višjo trdnost stopnje 5. Uporaba razreda 2 v sledilni roki tvega pokanje zaradi utrujenosti pri koncentracijah napetosti v 5-8 letih.

Razred 7 doda 0,15-0,25 % paladija. Paladij premakne potencial korozije in omogoči celjenje pasivnega filma v okoljih,-bogatih s kloridi, in kislih okoljih. Za obalne solarne elektrarne, ki so oddaljene do 5 km od slane vode, pritrdilni elementi stopnje 7 in cevi toplotnega izmenjevalnika preprečujejo razpokano korozijo na koreninah navojev in spojih cevi-in-cevne pločevine – na dveh mestih, kjer se stopnja 2 sčasoma ujame.

Regionalna specifikacija: Nemčija, Japonska, Indija, jugovzhodna Azija

Geografija poganja izbiro kakovosti titana po dveh kanalih: obremenitev z atmosferskim kloridom in kemija tal. Ista zasnova sončne elektrarne zahteva različne specifikacije materiala, odvisno od tega, kje je zgrajena.

Nemčija:Kopenski komunalni-projekti na Bavarskem in Brandenburgu se soočajo z nizko izpostavljenostjo kloru (ISO 9223 kategorija C2-C3). Za pritrditev strojne opreme zadostuje titan stopnje 2. Obalni projekti vzdolž Severnega in Baltskega morja sledijo istemu kloridnemu protokolu kot japonski razred 7 za pritrdilne elemente znotraj 5 km od obale. Nemški inšpektorji BImA in TÜV zahtevajo popolno certificiranje materiala (EN 10204 tip 3.1) za strukturne komponente, vključno s titanom.

Japonska:Večina sončne-elektrarne na Japonskem se nahaja znotraj 10 km od obale. Slana prha, ki jo poganja-tajfun, med sezono neviht zagotavlja obremenitve s kloridi 15–60 mg/m²/dan (kategorija ISO 9223 C4–C5). Stopnja 7 je standardna za pritrdilne elemente in izpostavljene strukturne povezave. Sledilne roke na obalnih mestih uporabljajo razred 5 za trdnost, s pritrdilnimi elementi razreda 7 na montažnih točkah. JIS H 4600 (pločevina iz titana) in JIS H 4607 (cev iz titana) sta japonska standarda, enakovredna ASTM B348/B338 – potrdite, za kateri standard certificira vaš dobavitelj.

Indija:Projekti v puščavi Rajasthan in Gujarat se soočajo z visokim UV in toplotnim ciklom (od –5 stopinj do 50 stopinj dnevno), vendar je minimalna izpostavljenost kloridom-2. stopnja ustrezna. Obalni projekti v Tamil Nadu in Gujaratu (zaliv Khambhat) zahtevajo stopnjo 7 iz istih razlogov kot na Japonskem. Indijski certifikat BIS sprejema standarde ASTM in JIS; potrdite sprejem pri svojem izvajalcu EPC, preden določite.

Jugovzhodna Azija:Zaradi tropske vlažnosti (75-90 % relativne vlažnosti vse leto-) in obalnih obremenitev s kloridom je jugovzhodna Azija najbolj agresivno okolje za strojno opremo za sončno montažo. Projekti v Vietnamu, na Tajskem, v Indoneziji in na Filipinih znotraj 10 km od obale bi morali določiti stopnjo 7 za vse izpostavljene pritrdilne elemente in stopnjo 5 za sledilne roke. Projekti v notranjosti (severovzhodna Tajska, severni Vietnam) lahko uporabljajo stopnjo 2 za fiksno montažo. Monsunska sezona zagotavlja 3-6 mesecev neprekinjenega mokro-suhega cikla, ki pospeši razgradnjo prevleke na pocinkanem jeklu-titanov pasivni oksidni film se pod temi pogoji ne razgradi.

Aplikacija-za-kartiranje ocen

Naslednja tabela preslika skupne uporabne{0}}solarne komponente v priporočene razrede titana glede na vrsto obremenitve in okolje izpostavljenosti:

Komponenta	Priporočena ocena	zakaj
Montažne tirnice	2. razred	Zadostna trdnost, najnižji stroški, splošna atmosferska korozija OK
Pogonske roke sledilnika	5. razred	Visoka odpornost na obremenitev pri premikanju obremenitev, 3x močnejša od razredov CP
Obalni pritrdilni elementi	7. razred	Dodatek Pd je odporen proti kloridni režni koroziji na vmesnikih navojev
Hladilne cevi izmenjevalnika toplote	2. ali 7. razred	Razred 2 za čisto vodo; Stopnja 7, če hladilno sredstvo vsebuje kloride

7 dokumentov, ki jih je treba zahtevati pred naročilom

Dobavitelj titana brez popolnega certifikata prodaja kovino z oznako. Zahtevajte te dokumente, preden oddate proizvodno naročilo:

1. Potrdilo o preskusu materiala (EN 10204 tip 3.1 ali ASTM A960)-s toplotnim številom, kemično sestavo in mehanskimi lastnostmi

2. Skladnost z ASTM B348 (palica) ali B338 (cev) ali B381 (kovanje)-ne samo "titan" na računu

3. Rezultati preskusa interkristalne korozije (ASTM G67 za razrede Ti), če uporaba vključuje kisle medije

4. Poročilo o pregledu dimenzij s podatki CMM za strojno obdelane komponente-tolerance po ISO 2768-mK, razen če ni drugače določeno

5. Specifikacija površinske obdelave (vrednost Ra) z merilno metodo-, ki je kritična za komponente v vrtljivem ali drsnem kontaktu

6. Certificiranje sistema vodenja kakovosti ISO 9001-ni poslovna licenca, dejanski certifikat QMS

7. Certifikat o državi izvora in sledljivost surovin-vir titanove gobe vpliva na vsebnost kisika v intersticiju

Če dobavitelj ne zagotovi postavk 1-3, razred materiala v ponudbi ni preverljiv. Kupujete kovino z oznako, ne certificiranega titana.

Logika stroškov: vnaprejšnji stroški v primerjavi s prihranki v življenjskem ciklu

Titan stane 3-5x več kot vroče{3}}pocinkano jeklo na kilogram. Toda primerjava ni na kilogram, ampak na leto življenjske dobe.

Montažna tirnica iz pocinkanega jekla v obalnem okolju jugovzhodne Azije zahteva ponovno-pocinkanje ali zamenjavo v 10-12 letu. Nadomestni strošek vključuje: material, delo, dostop z žerjavom, razstavljanje niza in izgubo proizvodnje energije med izpadom. V sončni elektrarni s 100 MW zamenjava 5.000 montažnih tirnic stane 180.000–250.000 USD samo v materialu in delu – pred štetjem izgubljenega prihodka od proizvodnje.

Titanova tirnica stopnje 2 z enakovredno nosilnostjo stane 4x več vnaprej, vendar ne zahteva vzdrževanja v 25 letih. Prehodna točka, kjer stroški življenjskega cikla titana premagajo pocinkano jeklo, je leto 12-14 v obalnih okoljih, leto 18-20 v celinskih okoljih. Za 25-letni PPA je titan cenejši glede na življenjski cikel na kateri koli obalni lokaciji ali lokaciji z visoko vlažnostjo.

Ta izračun ne velja za okolja z nizko-kloridnostjo v notranjosti, kjer pocinkano jeklo doseže 20+ let življenjske dobe. Na teh lokacijah določitev titana poveča stroške brez dodane vrednosti.

pogosta vprašanja

Ali lahko za sledilne roke uporabim titan razreda 2 namesto razreda 5, da prihranim stroške?

Ne. Sledilne roke doživljajo ciklično utrujenost-na tisoče ciklov na dan, ko niz sledi soncu. Meja tečenja stopnje 2 (275 MPa po ASTM B348) je nezadostna za trajno obremenitev zaradi utrujenosti. Stopnja 5 (Ti-6Al-4V, izkoristek 880 MPa) je določena za komponente, ki so kritične glede utrujenosti. Uporaba stopnje 2 tvega začetek nastanka razpok zaradi utrujenosti na točkah koncentracije napetosti v 5-8 letih.

Kakšen je titan v primerjavi z aluminijem za sončno montažo?

Aluminij 6061-T6 ima mejo tečenja 276 MPa-, kar je skoraj enako kot titan stopnje 2. Oba sta odporna na atmosfersko korozijo. Razlika je v agresivnih okoljih: aluminij je v kloridnih okoljih (obalna, sol za odmrzovanje) podvržen luknjičasti koroziji, titanov pasivni film pa ostane stabilen. Za notranje lokacije je aluminij stroškovno učinkovitejši. Za obalne lokacije titan zagotavlja daljšo življenjsko dobo.

Kakšno površinsko obdelavo potrebujem za solarne komponente iz titana?

Za komponente statične montaže: zadostuje Ra 3,2 µm. Za spojne površine v sledilnih mehanizmih: Ra 1,6 µm ali boljši za preprečevanje ugrizov. Titanovi žarki proti titanu pod drsnim stikom-določajo pare različnih materialov (titan proti utrjenemu jeklu ali titan proti PTFE-obloženim pušam) na drsnih vmesnikih.

Ali lahko varim solarne komponente iz titana na-gradišču?

Ni priporočljivo. Varjenje titana zahteva zaščito pred inertnim plinom (TIG z argonom) tako na strani zvara kot na korenski strani. Pogoji na terenu redko izpolnjujejo zahteve glede čistoče in zaščite. Pred-izdelajte sklope iz titana v tovarni in jih odpremite kot privijačene/zvarjene pod-sestave. Če je varjenje na terenu neizogibno, določite kvalifikacijo varilnega postopka ISO 3834 in pregled barve po-varu (srebrna/slamnata=sprejemljiva; modra/vijolična=oksidacija, zavrnitev).

Določite svoje komponente iz titana

Pošljite svoje risbe komponent, zahtevano kakovost titana in lokacijo projekta. V 24 urah boste prejeli preverjen list s specifikacijami materiala s skladnostjo z ASTM, mehanskimi lastnostmi in tolerancami dimenzij.

E-pošta:sales@moly-tungsten.com| WhatsApp/telefon: +86 134 3633 4453

---

China Super Tech Co., Ltd. (moly-tungsten.com) - 11 let proizvodnje komponent iz titana, volframa in molibdena. Certifikat ISO 9001. Služi solarni, polprevodniški, medicinski ter naftni in plinski industriji v Nemčiji, na Japonskem, v Indiji in jugovzhodni Aziji.

Kontakt: sales@moly-tungsten.com|+86 134 3633 4453|Znanstveni in tehnološki park Wangjing, Peking, Kitajska