Tiswija ta 'preċiżjoni ta' xfafar ta 'kristall wieħed tat-turbini tal-gass: Iċ-ċavetta għal prestazzjoni u affidabilità mtejba
Avvanzi fit-teknoloġija tax-xafra tat-turbini żiedu l-ispiża ta 'komponenti ġodda. L-ispiża ta 'xafra waħda tal-kristall hija darbtejn sa tliet darbiet dik ta' xafra fonduta konvenzjonali ta 'daqs u kumplessità simili. L-ispiża għolja ta 'komponent tal-kristall wieħed tista' tinċentiva lis-sid biex jimmassimizza l-ħajja tas-servizz tal-komponent.
Bħala soluzzjoni biex titnaqqas l-ispiża tas-sostituzzjoni tal-komponenti, il-kumpanija tagħna ħolqot proċessi ddisinjati biex jestendu l-ħajja tal-komponenti. Proċess bħal dan huwa trattament bis-sħana riġenerattiv b'soluzzjoni sħiħa (FSR). FSR jerġa 'jġib il-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga għal stat ġdid. Il-problema ewlenija tat-trattament bis-sħana ta 'liga ta' kristall wieħed FSR hija l-formazzjoni ta 'ħbub rikristallizzati fuq il-wiċċ bi stress residwu. Dan huwa riskju minħabba l-kontenut baxx ta 'addittivi tal-liga li jsaħħu l-konfini tal-qamħ f'ligi ta' kristall wieħed. Ir-rikristallizzazzjoni u/jew ħbub mifruxa f'ligi ta 'kristall wieħed jirriżultaw f'ħajja mnaqqsa ta' għeja u saħħa tal-waqfa tal-istress f'temperaturi għoljin. Bħala riżultat, huma spezzjonati mill-manifattur oriġinali u miċħuda. Dan huwa wieħed mill-fatturi għaż-żieda fil-prezz tal-ikkastjar tal-kristall wieħed!
Il-kumpanija tagħna wettqet tiswija ta 'prova biex tevalwa aktar il-fattibilità tat-trattament bis-sħana FSR ta' xfafar ta 'turbini ta' kristall wieħed, li matulha kien kruċjali li jiġi żgurat li l-uċuħ kritiċi tax-xfafar ma jgħaddux minn deformazzjoni plastika biex tiġi evitata rikristallizzazzjoni sussegwenti. Barra minn hekk, huwa meħtieġ li jintużaw metodi effettivi ta 'ttestjar mhux distruttivi biex tivverifika r-rikristallizzazzjoni ta' uċuħ kritiċi. Tiswija ta' dimostrazzjoni u analiżi distruttiva twettqu bl-użu ta' xafra ta' turbina Siemens SGT-100 HP irtirata magħmula minn liga ta' kristall wieħed CMSX-4, kif muri fil-Figura 2. Ix-xfafar kienu jaħdmu għal 28,{{5} } sigħat. Wara tiswija waħda, ħadmet għal 12,000 siegħa oħra. Il-ħin totali tas-servizz huwa ta' 36,000 siegħa u l-OEM javża lill-operatur li l-parti skadiet!
Xafra rappreżentattiva fil-grupp kienet soġġetta għal spezzjoni distruttiva fl-istat "meta riċevuta" biex tiġi stabbilita linja bażi ta 'kundizzjonijiet metallurġiċi. Il-ħames xfafar li jifdal għandhom bżonn tiswija, inklużi:
Tneħħija tal-kisi
Id-daqs u l-iskoperta tal-penetrazzjoni
Trattament bis-sħana ta 'tiġdid ta' soluzzjoni sħiħa
Ibdel il-kisja esterna tal-platinu-aluminate
Xafra rappreżentattiva fil-grupp kienet soġġetta għal spezzjoni distruttiva fl-istat "meta riċevuta" biex tiġi stabbilita linja bażi ta 'kundizzjonijiet metallurġiċi. Il-ħames xfafar li jifdal għandhom bżonn tiswija, inklużi:
Mikroskopija elettronika tal-iskannjar tal-ligi bażi (forma gamma)
Ittestjar tal-ksur tal-istress ta' kampjuni tal-mikroplate meħuda minn airfoils
Eżami mikroskopiku ta 'uċuħ interni u esterni.
Il-wiċċ ta 'barra tal-airfoil fih kisja tal-platinu aluminizzat, kif muri fil-Figura. Għalkemm il-kisi kien ikkunsmat parzjalment, ipprovda protezzjoni effettiva għal intervalli ta 'servizz preċedenti, peress li ma ġiet osservata l-ebda ħsara lill-liga bażi sottostanti.
Wiċċ intern tal-airfoil mhux miksi, Figura 3 dritt. Ossidazzjoni ħafifa tal-liga bażi kienet osservata fuq il-wiċċ ta 'ġewwa b'fond ta' penetrazzjoni ta '<25 microns (0.001 in).
Wara li titneħħa l-kisja, il-weraq jiġu ċċekkjati għal xquq jew difetti esposti fil-wiċċ permezz ta 'ttestjar ta' penetrazzjoni fluworexxenti (FPI). Ma nstabu l-ebda sinjali.
L-eżami ddetermina li dawn il-weraq kienu oġġetti tajbin għat-tiswija. It-teknoloġija ultrasonika tintuża biex titkejjel il-ħxuna tal-ħajt.
Wara t-trattament bis-sħana FSR, il-ħbub rikristallizzati fiż-żoni ewlenin tax-xfafar ġew eżaminati b'mod mhux distruttiv permezz ta 'inċiżjoni kimika. F'erbgħa mill-ħames xfafar, ħbub rikristallizzati jidhru f'reġjuni ewlenin (eżempju muri fil-Figura 4).
Spezzjoni distruttiva kkonfermat li l-fond tar-rikristallizzazzjoni ta 'mill-inqas xafra waħda qabeż il-limitu użabbli (mhux iż-żoni kollha ta' rikristallizzazzjoni ġew distrutti).
Fuq il-bażi ta' din is-sejba, ġew sottomessi 12-il xafra oħra ta' tmiem il-ħajja għal aktar analiżi. Il-grupp jikkonsisti f'seba 'xfafar mill-istess grupp tat-test inizjali ta' sitt xfafar u ħames xfafar minn gruppi ta 'xfafar differenti. Ix-xfafar kollha ġew imsewwija, inkluż it-tneħħija tal-kisi u proċess ta 'trattament bis-sħana FSR, segwit minn spezzjoni ta' inċiżjoni makroskopika tal-ħbub rikristallizzati.
Il-weraq kollha inizjalment kellhom xi ħbub rikristallizzati fi gradi differenti fir-reġjuni ewlenin. Ix-xafra tgħaddi minn ċiklu ta 'tneħħija mekkanika tal-qamħ u spezzjoni mill-ġdid sakemm il-ħbub rikristallizzati jiġu eliminati miż-żoni kritiċi kollha. Fl-aħħarnett, saret spezzjoni distruttiva tat-tmien xfafar (ħamsa fi grupp ta 'seba' u tlieta fi grupp ta 'ħames) biex tivverifika r-riżultati tal-ispezzjoni u tevalwa l-ħxuna tal-ħajt li jifdal. Is-seba 'xfafar kollha ta' l-ewwel grupp instabu li kienu fil-limiti ta 'manutenzjoni, u erba' minn ħamsa tax-xfafar tat-tieni grupp instabu li kienu fil-limiti ta 'manutenzjoni.
