Giá trị tái chế của cánh tuabin máy bay chủ yếu đến từ vật liệu có giá trị cao được sử dụng trong quá trình chế tạo, chứ không phải từ kim loại quý truyền thống . Hợp kim chịu nhiệt độ cao được sử dụng trong các bộ phận này chứa các kim loại chiến lược như niken, coban và rheni, vốn có tiềm năng tái chế đáng kể.
Theo nghiên cứu thị trường toàn cầu, giá trị bán hàng toàn cầu của vật liệu cánh quạt động cơ máy bay đạt 3,264 tỷ đô la vào năm 2025, với khối lượng 97.000 tấn và giá trung bình 32.000 đô la/tấn. Khi các tuabin gió trên toàn thế giới bắt đầu được thay thế, khối lượng vật liệu composite sợi thủy tinh thải từ cánh quạt tuabin gió đang tăng lên đáng kể.
Châu Âu sẽ cần xử lý 50.000 tấn chất thải composite sợi thủy tinh từ cánh tua-bin gió vào năm 2030, trong khi Hoa Kỳ sẽ cần xử lý 370.000 tấn chất thải này vào năm 2050.
Việc tái chế cánh tua-bin máy bay thường sử dụng các công nghệ thu hồi sợi tổng hợp chuyên dụng, bao gồm phương pháp nhiệt phân, phương pháp tầng sôi và phương pháp thu hồi dung môi. Vật liệu hợp kim thu hồi có thể được đưa trở lại dây chuyền sản xuất để chế tạo cánh tua-bin máy bay mới, tạo thành một chu trình vật liệu bền vững.
Vật liệu cánh tuabin máy bay chủ yếu dựa trên hệ thống hợp kim chịu nhiệt độ cao , trong đó hàm lượng kim loại quý thực tế tương đối hạn chế. Giá trị cốt lõi của những vật liệu này nằm ở công thức hợp kim chịu nhiệt độ cao phức tạp, chứ không phải ở kim loại quý theo nghĩa truyền thống.
Các vật liệu này được sản xuất thông qua quy trình nấu chảy chân không, đông đặc định hướng và phủ. Chuỗi cung ứng đầu nguồn bao gồm các nhà cung cấp kim loại có độ tinh khiết cao ( niken , coban, rheni ), các nguyên tố đất hiếm và thiết bị chuyên dụng.
Vật liệu cánh tuabin máy bay hiện đại ngày càng sử dụng nhiều hợp kim niken đơn tinh thể chịu nhiệt độ cao , hợp kim titan và vật liệu composite nền gốm. Giá trị của những vật liệu này chủ yếu nằm ở hiệu suất nhiệt độ cao vượt trội và quy trình sản xuất.
Mặc dù siêu hợp kim gốc coban vẫn được ứng dụng trong các lĩnh vực chuyên biệt, nhưng kim loại quý không phải là nguồn giá trị chính trong vật liệu cánh tuabin máy bay. Giá trị thực sự nằm ở những đổi mới trong khoa học vật liệu và công nghệ sản xuất.
Về cơ bản, được phân loại là siêu hợp kim hiệu suất cao, cánh tuabin máy bay chịu được môi trường vận hành khắc nghiệt trên 1600°C, đồng thời chịu được ứng suất ly tâm và ăn mòn nhiệt cực lớn. Được đặt tại vị trí nóng nhất, phức tạp nhất và khắc nghiệt nhất của động cơ, cánh tuabin được phân loại là thành phần quan trọng hàng đầu.
Thị trường cánh tuabin hàng không vũ trụ toàn cầu được phân khúc theo loại vật liệu thành siêu hợp kim đơn tinh thể, hợp kim cột đông đặc theo hướng, hợp kim đúc cân bằng, hợp kim rèn và hợp kim dựa trên hợp chất liên kim.
Nhờ quá trình đổi mới liên tục trong nghiên cứu và phát triển, khả năng chịu nhiệt của các lưỡi dao hợp kim chịu nhiệt độ cao này đã tăng từ khoảng 750°C vào những năm 1940 lên khoảng 1700°C vào những năm 1990. Sự tiến bộ đáng kể này bắt nguồn từ sự phát triển kết hợp của hợp kim lưỡi dao, quy trình đúc, thiết kế và gia công lưỡi dao, cũng như lớp phủ bề mặt.
Được thúc đẩy bởi nỗ lực không ngừng nghỉ của ngành hàng không nhằm đạt được tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng cao hơn, các siêu hợp kim niken đúc và rèn truyền thống đang gặp khó khăn trong việc đáp ứng các yêu cầu ngày càng khắt khe về nhiệt độ và hiệu suất. Do đó, các vật liệu mới với đặc tính chịu nhiệt độ cao vượt trội - chẳng hạn như hợp kim đông đặc định hướng và hợp kim đơn tinh thể - đã xuất hiện.
Thị trường cánh tuabin hàng không vũ trụ toàn cầu bị chi phối bởi nhiều nhà sản xuất chuyên biệt, tạo thành một hệ thống chuỗi cung ứng cực kỳ chuyên biệt. Các doanh nghiệp cạnh tranh cốt lõi bao gồm những gã khổng lồ quốc tế như GE, Safran, Collins Aerospace, Raytheon Technologies và GKN Aerospace.
Hãy lấy Rolls-Royce, Anh Quốc, làm ví dụ. Là một trong ba nhà sản xuất động cơ hàng không hàng đầu thế giới, quy trình quản lý chuỗi cung ứng của họ cực kỳ nghiêm ngặt. Trước năm 2014, ba ông lớn trong ngành động cơ hàng không chưa bao giờ nhập linh kiện quay siêu hợp kim từ Trung Quốc hay châu Á. Điều này đã thay đổi khi Công ty Wuxi Turbine Blade trúng thầu dự án rèn đĩa tuabin áp suất thấp siêu hợp kim của Rolls-Royce, đảm bảo hợp đồng mười năm.
Các công ty chủ chốt trong ngành công nghiệp cánh tuabin khí bao gồm Sandvik Coromant, Stork, Mitsubishi Heavy Industries và Siemens. Họ cung cấp nhiều loại cánh tuabin khác nhau, bao gồm cả cánh tuabin di động và cánh tuabin cố định, phục vụ nhiều ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, phát điện và ô tô.
Ngôn ngữ
