3.高溫測試
減少二氧化碳排放的一個關鍵方法是提高熱力發動機的效率。 為了實現此目標,必須提高燃燒室溫度,這就需要新材料和對高溫的要求。
在開發新的發電廠技術時 - 從 A-USC (Advanced Ultrasupercritical) 發電廠到新的核反應器 - 對於材料的高溫特性能清楚地了解至關重要。 這種趨勢意味著越來越多的測試是在高溫下進行的。 用於高溫測試的常見標準為ISO 6892-2和ASTM E21。
在 ZwickRoell,我們設置專門處理這些需求的能力中心。 在真空或怖性氣體環境中,測試溫度一般高達1,200 °C以上。 執行高溫測試的一項挑戰是直接測量變形/應變。
多年來,ZwickRoell 不斷針對適用於高溫測試的laserXtens延伸計進行優化。 它可以在不接觸的情況下,透過一個可視窗測量高溫爐中試樣的應變。
4.蠕變測試和循環特性
除了純粹的高溫特性外,在高溫下也必須測定的其他機械特性在發電廠技術中也很重要。 除了耐高溫之外,風力和太陽能發電廠的供應波動導致許多發電廠的運行模式改變也是一個因素,對材料提出了特殊要求。
許多發電廠必須能夠以靈活的方式在短時間內啟動和關閉。 這會導致材料熱機械疲勞 (TMF),其中材料在每次啟動和關閉時都會發生熱膨脹。 20 世紀的大多數發電廠都不是為這樣的壓力而設計的,因此必須重新計算並進行相應地回溯轉換。
所有蒸汽發電廠的另一個問題,尤其是在溫度高達 760 °C 的和蒸汽壓力高達 380 bar 下運行的 A-USC 發電廠,即為材料腐蝕。 材料的反應方式(鬆弛或延遲)是在恆定應變或應力下在高溫下較長時間觀察到的。 這也是循環進行的(蠕變疲勞)。
蠕變(潛變)測試
6.熱機械疲勞 (TMF)
根據 ASTM E2368 和 ISO 12111 的熱機械疲勞 (TMF) 用於模擬材料熱膨脹引起的機械負載。 每次啟動或關閉發電廠(以及任何熱力發動機)時都會發生這種情況。 在啟動過程中,所有組件的溫度從室溫上升到工作溫度,同時伴隨著材料的膨脹。 這種膨脹會在材料中產生應力,必須準確測定以防止組件損壞。
熱機械疲勞包括循環加熱試片; 試驗機疊加同相或反相機械應變。