Анализ на жизнения цикъл на турбинния диск

Турбинният диск е един от основните компоненти на авиационния двигател. Това е компонент, използван за инсталиране и закрепяване на турбинните лопатки за предаване на мощност. Работи в среда с висока температура, високо налягане и висока скорост и има изключително високи изисквания към структурните материали. Авиационните двигатели са продукти с висока прецизност. За да се увеличи отношението тяга-тегло на моторите и да се удовлетворят постоянно растящите изисквания за производителността на самолетите, техническите параметри им постоянно се подобряват. В тази ситуация изискванията към материалите на турбинния диск продължават да се увеличават.
Турбинният диск е най-важният от шестте големи компонента на газовия турбинен двигател. Неговата безопасност и продължителност на живота заемат особено важна позиция в газовите турбини. Турбинният диск е циркулиращ
Освен ограничението по бройка, има също ограничение по време на служебен живот. Хората придават голямо значение на живота на турбинния диск, вероятно поради следните главни причини:
1.Турбинният диск е голям по размери, тежък по тегло и с висока скорост. Средното изсечно напрежение на турбинния диск на модерните газови турбini при максимална скорост е било
увеличено до 758МПа. Това достига или надхвърля предела на пластичната деформация на много материали за турбинни дискове.
2.Качеството на производството на турбинния диск е трудно за контролиране. В момента турбинните дискове, които се използват в големи количества, са листени от един част и минават през сложни технологични процедури. За да се стабилизира качеството на всеки диск, е необходимо да се гарантира стабилен технологичен ниво на всеки етап. Това е трудно да се направи, особено за някои големи запаси.
3.При употребата турбинният диск подвержава комплексни промени в средата, температурата и напреженията. Особено за турбинните дискове на военни двигатели, тази промяна има случайни характеристики, което води до големи трудности при прогнозирането и контрола на живота на турбинния диск.
4. След продължително използване на материалите за турбинен диски, структурата ще се deteriорира. Материалите за турбинни дискове, избрани в moderne време, обикновено са високотемпературни алойси. Тези алойси се усилват чрез метастабилни вторични фази и карбиди. През продължителното използване, поради високотемпературния стресов престаряване, вторичната фаза ще се агрегира и ще расте, карбидите ще променят формата си, а някои ще депонират шкодливи хрупки фази, което води до общо намаление на силата и пластичността на алойса.
Подводейки, можем да видим двойка остри противоречия: от една страна, поради това че турбинния диск заема особено важна позиция в газовата турбина, трябва да можем точно да предсказваме и контролираме неговият живот; от друга страна, поради наличието на много нестабилни, неопределени, сложни и променливи фактори в процеса на производство и употреба на турбинния диск, неговият срок на служба е трудно предсказуем и контролируем. Противоречията обаче стимулират непрекъснатото и дълбоко развитие на работата по анализ и прогноза на живота на турбинния диск, както и развитието на свързаните дисциплини.