Tubes de niobium pour une nouvelle énergie

La production de tubes de niobium pour une nouvelle énergie commence par la fusion et la purification de la pureté niobium métal. La pureté des matières premières de niobium est augmentée à plus de 99,95% grâce à la fusion du faisceau d'électrons (EBM) et à la fusion à l'arc sous vide (VAR), et les impuretés telles que l'oxygène, l'azote et le carbone sont strictement contrôlées pour garantir une résistance à la corrosion à haute température et une stabilité de l'environnement de l'hydrogène. Après la formation initiale du blanc de tube par une perforation de l'extrusion à chaud, plusieurs pass de roulement à froid et du recuit à vide intermédiaire (800 à 1000 degrés C) sont utilisés pour contrôler avec précision la taille et la structure. Enfin, un soudage à étanche à air élevé est obtenu par le soudage du faisceau d'électrons (EBW) pour assurer l'intégrité structurelle du tube dans des conditions de haute pression et de température élevée.

Pour les besoins spécifiques des nouvelles applications énergétiques, les tubes de niobium nécessitent une modification spéciale de la surface et une optimisation des performances: les revêtements élevés - résistants à l'oxydation de la température (tels que les revêtements de sicide) sont préparés sur la surface par la technologie de dépôt chimique de vapeur (CVD), améliorant considérablement leur vie de résistance à la vapeur d'eau ou les environnements acides de 800 degrés; Simultanément, le traitement électrolytique de polissage et de passivation est utilisé pour améliorer la résistance à la corrosion, et stricts non -} tests destructeurs (tels que les tests de courant de bouffée de courants, la perméabilité de la spectrométrie de masse de l'hélium) et les - tests de performance de température (la perméabilité à l'hydrogène, la stabilité à cyclisme) sont effectuées pour s'assurer que les expositions à la réduction de l'explabilité de la thermure) sont réalisées pour la longueur du cyclisme). Énergie hydrogène, énergie nucléaire et systèmes de stockage d'énergie.

fonctionnalité

Résistance à la corrosion à haute température

Il a une excellente résistance à la corrosion à une vapeur d'eau de température élevée -, des électrolytes acides et des métaux liquides, et le film d'oxyde dense (NB ₂ O ₅) formé à la surface résiste efficacement à l'oxydation et à l'érosion chimique.

Excellente gestion thermique et conductivité thermique

Haute conductivité thermique, capable de transférer et de disperser efficacement la chaleur, adaptée aux scénarios d'échange de température élevés élevés -, évitant la surchauffe locale.

Faible perméabilité à l'hydrogène

Dans une température élevée - et des environnements d'hydrogène à pression élevés -, la perméabilité de l'hydrogène est significativement inférieure à celle des matériaux tels que l'acier inoxydable, empêchant l'embrimance de l'hydrogène et la dégradation des performances.

tolérance au rayonnement

Il a une bonne stabilité dans l'environnement d'irradiation des neutrons et convient aux systèmes de réacteurs nucléaires de quatrième génération.

Les nouveaux tubes de niobium d'énergie sont généralement en alliages élevés - de pureté niobium ou niobium (tels que NB-1zr) avec une pureté de plus ou égale à 99,95%, qui sont préparées par la fusion du faisceau électronique (EBM) et la précision des processus de roulement à froid, et ont trois avantages centraux:

• Résistance à la corrosion à haute température: le film de passivation du pentoxyde de niobium dense (NB ₂ O ₅) formé à la surface peut résister à l'érosion de la vapeur d'eau à haute température, du métal liquide et des milieux acides supérieurs à 800 degrés C;
• Perméabilité à faible hydrogène: dans les environnements hydrogène de pression élevés -, la perméabilité de l'hydrogène n'est que 1/50 en acier inoxydable, évitant fondamentalement des problèmes de saisie de l'hydrogène;
• Stabilité du rayonnement: Avec une petite section Cross-Absorption Cross -, il peut résister aux environnements de rayonnement élevés dans des réacteurs rapides et prolonger la durée de vie des composants.

Dans le domaine de l'énergie de l'hydrogène, ce matériau sert de tuyau d'administration d'hydrogène pour les cellules d'électrolyse d'oxyde solide (SOEC), atteignant un fonctionnement stable jusqu'à 10000 heures dans un environnement de vapeur de température élevé - à 800 degrés C (données mesurées à partir d'un projet d'hydrogène vert), en améliorant l'efficacité énergétique de plus de 15% par rapport aux matériaux traditionnels. Dans le système d'énergie nucléaire de quatrième génération, les tuyaux de refroidissement des métaux liquides utilisés pour les réacteurs rapides refroidis par le sodium (tels que le réacteur rapide de démonstration chinois CFR600) résistent à la corrosion et aux dommages causés par les radiations dans un environnement de sodium liquide à 550 degrés C, assurant le fonctionnement continu du réacteur sans avoir besoin de l'arrêt et du remplacement.

Les tubes de niobium sont utilisés comme pipelines d'échange de chaleur dans le système de stockage thermique du sel fondu de la production d'énergie solaire thermique, qui peut résister à la corrosion de sel fondu à haute température à 900 degrés C et augmenter la durée de vie du cycle thermique du système à 20 ans (cas de centrale gémasolaire en Espagne). En termes de capture et d'utilisation du carbone (CCU), il sert de pipeline de transport de température - élevé, en remplaçant les alliages à base de nickel à 600 degrés C et 5MPA Sulfur - contenant des conditions, réduisant les coûts des matériaux de 30% (Norwegian Carbone Capture Project Data).

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Avec la structure d'énergie mondiale en transition vers la propreté et l'efficacité, l'énergie hydrogène, l'énergie nucléaire et les technologies de stockage d'énergie avancées se développent rapidement, et les exigences de performance pour les matériaux clés deviennent de plus en plus strictes. Les tubes de niobium pour une nouvelle énergie sont devenus l'un des matériaux de base soutenant la prochaine génération de technologie énergétique en raison de leur stabilité de température - unique unique, de leur résistance à la corrosion et de leur résistance aux rayonnements.

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