Análisis de la Vida del Disco de Turbina

El disco de turbina es uno de los componentes principales del motor aeroespacial. Es un componente utilizado para instalar y fijar las palas de la turbina para transmitir potencia. Trabaja en un entorno de alta temperatura, alta presión y alta velocidad, y tiene requisitos extremadamente altos para los materiales estructurales. Los motores aeroespaciales son productos tecnológicos de alta precisión. Para aumentar la relación empuje-peso de los motores y cumplir con los crecientes requisitos de rendimiento de los aviones, sus parámetros de rendimiento se están mejorando constantemente. En esta situación, los requisitos para los materiales del disco de turbina continúan aumentando.
El disco de turbina es el principal de los seis grandes componentes de la turbina de gas. Su seguridad y longevidad ocupan una posición particularmente importante en las turbinas de gas. El disco de turbina está en circulación.
Además del límite en el número de veces, también hay un límite en el tiempo de servicio. Se le da mucha importancia a la vida del disco de turbina, probablemente por las siguientes razones principales:
1. El disco de la turbina es grande en tamaño, pesado en peso y alto en velocidad. La tensión cortante promedio del disco de la turbina de los modernos turbinos de gas a máxima velocidad ha sido
aumentada hasta 758MPa. Esto se acerca o supera la resistencia al flujo de muchos materiales de discos de turbina.
2. La calidad de fabricación del disco de la turbina es difícil de controlar. Actualmente, los discos de turbina utilizados en gran cantidad son forjados a partir de una sola pieza y pasan por procedimientos de proceso complejos. Para estabilizar la calidad de cada disco, es necesario asegurar un nivel de proceso estable en cada etapa. Esto es difícil de hacer, especialmente para algunos stocks a gran escala.
3. Durante el uso, el disco de la turbina sufre cambios complejos en el medio, la temperatura y el estrés. Especialmente para los discos de turbina en motores militares, este cambio tiene características aleatorias, lo que trae grandes dificultades para la predicción y el control de la vida útil del disco de la turbina.
4. Después de un uso prolongado de los materiales del disco de turbina, la estructura se deteriorará. Los materiales de disco de turbina seleccionados en la actualidad son generalmente aleaciones de alta temperatura. Estas aleaciones se refuerzan con fases secundarias metastables y carburos. Durante un uso a largo plazo, debido al envejecimiento por estrés a alta temperatura, la fase secundaria se aglomerará y crecerá, los carburos cambiarán de forma y algunos precipitarán fases frágiles dañinas, lo que provocará una disminución general en la resistencia y la ductilidad de la aleación.
En resumen, podemos ver un par de contradicciones agudas: por un lado, debido a que el disco de la turbina ocupa una posición particularmente importante en la turbina de gas, es necesario poder predecir y controlar su vida de manera precisa; por otro lado, debido a que en el proceso de producción y uso del disco de la turbina existen muchos factores inestables, inciertos, complejos y cambiantes, es difícil predecir y controlar su duración. Pero precisamente es este par de contradicciones lo que promueve el desarrollo continuo e profundo de la investigación sobre el análisis y la predicción de la vida del disco de la turbina, y también impulsa el avance de disciplinas relacionadas.