تمدید عمر پره های مستعمل توربین با اعمال فشار هیدرو استاتیک گرم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه هرمزگان

2 گروه مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه هرمزگان

چکیده

امروزه بهبود ریزساختار پره های نو ریخته ی توربین با اعمال فشار یکنواخت در درجه حرارت های بالا، به عنوان یکی از مراحل تولید آن ها، مرسوم است. اجرای این عملیات در مورد پره های مستعمل نیز می تواند به واسطه ی بستن و جوش دادن حفرات خزشی و ریزترک ها، در تمدید عمر پره ها موثر باشد. با توجه به کمبود اطلاعات موجود، در این تحقیق تلاش شده است با ایجاد شرایط مشابه، به مطالعه تجربی فرآیند پرداخته شود. برای این منظور، ابتدا یک فیکسچر اندازه گیری مخصوص طراحی و ساخته شد. سپس دیسکی حاوی 75 پره ی ردیف اول توربین قدرت رستون روی آن تحت اندازه گیری طولی قرار گرفتند و از بین آن ها، شش پره با بیشترین میزان خزش طولی انتخاب شدند. در مرحله ی بعد، مخزن تحت فشار و دمای بالا و نیز کوره مورد نیاز برای آزمون ها تهیه و تنظیم شدند. سپس نمونه ها به مدت هشت ساعت، در معرض فشار 150 بار و دمای 380 درجه سانتی گراد قرار گرفتند. بررسی های متالوگرافی نشان داد پس از اجرای این عملیات، درصد فازγ^' در نواحی مختلف ایرفویل حدوداً 25% افزایش یافته و سختی در این نواحی حداکثر 7% درصد بیشتر شده است که با توجه به شرایط اجرا، موید فعال بودن مکانیزم های بهبود ریزساختار می باشد. همچنین با استفاده از داده های تجربی و روابط مانکمن -گرانت و پارامتر لارسون- میلر پیش بینی می شود عمر خزشی این نوع پره ها حدوداً هشت هزار ساعت افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Rejuvenation of serviced-exposed turbine blades by application of warm hydro static pressure

نویسندگان [English]

  • Pouria Mahdizadeh Mehrjoo 1
  • Seyed Jalal Hemmati 2
1 Department of mechanical engineering, faculty of engineering, university of Hormozgan
2 Department of mechanical engineering, facualty of engineering, University of Hormozgan
چکیده [English]

Currently, improving microstructure of new casted turbine blades by applying uniform pressure at high temperatures is considered as one of the common steps in their production. The operation performed on the serviced-exposed blades can be effective in extending the blade lifetime through the closing and welding of creeping cavities and micro cracks. Due to the lack of adequate existing information, the present study attempts to create the same conditions by studying the experimental process. For this purpose,at first, a special measuring fixture was designed and fabricated. Then, a disc containing 75 first-row blades of the Ruston power turbine was measured on longitudinal direction, and six of them were selected with the highest longitudinal creep. In the next step, the pressure and high temperature tank as well as the furnace needed for the tests were prepared and adjusted. The samples were then subjected to a pressure of 150 bar and a temperature of 380 ° C for eight hours. Metallographic studies showed that the percentage of γ^' phase in various areas of airfoil increased by about 25%, and the hardness in these areas was increased by a maximum of 7%, which, according to the operating conditions, indicated that the mechanisms for improving the microstructure were active. Using the experimental data and the Monkman-Grant relationships and the Larson-Miller parameter, it is expected that the creep life of this blades will increase by about eight thousand hours.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hot iso-static pressing
  • creep life
  • blade microstructure
  • Monkman-Grant relationship
  • Larson-Miller parameter