Hoogtemperatuurtoepassingen

Hoogtemperatuurtoepassingen betreffen industriële en technologische activiteiten waarbij operationele temperaturen aanzienlijk hoger zijn dan omgevingstemperaturen en waarbij materialen en systemen onderhevig zijn aan intense hitte, oxidatie en mechanische belastingen. In de praktijk worden uiteenlopende opdrachten gerekend tot deze categorie, vaak bij werktemperaturen van enkele honderden graden Celsius tot circa 1000°C en hoger, afhankelijk van de sector.

De materiaalkeuze speelt een centrale rol. Belangrijke groepen zijn nickel-gebaseerde superlegeringen, koolstof- en roestvast staal, keramische materialen zoals siliciumnitride en zirkonia, en refractory metalen als wolfram en molybdenum. Voor bescherming tegen kruip en corrosie worden vaak coatings toegepast, waaronder aluminide- en oxidatiebestendige coatings, en thermische barrièrecoatings (TBC’s) zoals yttria-stabiliseerde zirconia. Bij hoge temperaturen moeten eigenschappen als kruipweerstand, oxidatieweerstand, taaiheid en weerstand tegen thermische schokken in balans worden gebracht.

Voorkomende toepassingsvelden zijn gasturbines en andere aandrijf- en procesinstallaties, chemische en petrochemische installaties, glas- en keramiekproductie, lucht- en ruimtevaartcomponenten, energiecentrales en hoogtemperatuur-elektronica. In elk veld bepalen temperatuurtrappen, druk en omgevingsomstandigheden welke materialen en coatings nodig zijn.

Ontwerp- en onderhoudsoverwegingen richten zich op selectie van geschikt materiaal, bescherming tegen oxidatie en kruip, beheersing van thermische schok, en het toepassen van isolatie en kwaliteitscoatings. Testen zoals kruip- en oxidatietesten, thermische-fatigietesten en evaluatie van coatings vormen een essentieel onderdeel van verificatie en certificering.

Trends in hoogtemperatuurtoepassingen omvatten de ontwikkeling van nieuwe nickel- en kobalsteenlegeringen, keramische matrixcomposieten (CMC’s), en het gebruik van additieve productie voor complexe geometrieën. Daarnaast spelen geavanceerde coatings en real-time temperatuursmonitoring een toenemend belangrijke rol in efficiëntie en veiligheid.