Turbinelevyn elinkaarianalyysi

Turbopohja on yksi lennättimen ydinosaista. Se on komponentti, jota käytetään asentamaan ja kiinnittämään turbiinilehtoja vahvistuksen välityksellä. Se toimii korkeassa lämpötilassa, korkeassa paineessa ja korkealla nopeudella, mikä asettaa erittäin korkeat vaatimukset rakennemateriaaleille. Lennättimet ovat tarkka-tekniikka tuotteita. Jotta moottoreiden ponttivoiman suhteellinen paino voidaan lisätä ja lentokoneiden suorituskykyvaatimuksia voidaan täyttää, niiden suoritusparametrit paranevat jatkuvasti. Tässä tilanteessa turbiinipohjan materiaalien vaatimukset kasvavat edelleen.
Turbiinipohja on kaasuturbiinin kuudesta pääosasta tärkein. Sen turvallisuus ja ikävuosi ovat erityisen tärkeitä kaasuturbiineissa. Turbiinipohja pyörähtää.
Lisäksi ennalta määrätyn lukumäärän rajoituksiin liittyy myös palveluaikaa koskeva rajoitus. Ihmiset kiinnittävät suurta huomiota turbiinipohjan elinajan pääasiallisesti seuraavista syistä:
Tuabin levyn koko on suuri, paino raskas ja nopeus korkea. Modernien kaasutuulikkojen tuabinlevyn keskimääräinen leikkaussuoja maksiminopeudella on
kasvunut 758MPa:ksi. Tämä lähestyy tai ylittää monien tuabinlevymateriaalien antamisrajoja.
Tuabinlevyn valmistuslaatu on vaikeaa hallita. Tällä hetkellä laajalti käytetyt tuabinlevyt muovataan yhdestä palasta ja ne kulkavat monimutkaisia prosessiproseduureja. Jokaisen levyn laadun vakauttamiseksi on välttämätöntä varmistaa vakaa prosessitaso jokaisessa vaiheessa. Tämä on vaikeaa tehdä, erityisesti joissakin suurissa varannoissa.
Käytössä tuabinlevy kohtaa monimutkaisia muutoksia keskuudessa, lämpötilassa ja stressissä. Erityisesti sotilasmottorien tuabinlevyillä nämä muutokset ovat satunnaisia, mikä aiheuttaa suuria vaikeuksia tuabinlevyn elinkaaren ennustamisessa ja ohjauksessa.
4. Turbiinilevyjen materiaalien pitkäaikaisessa käytössä rakenne heikkenee. Nykyisin valittujen turbiinilevyjen materiaaleina ovat yleensä korkealämpötiloja sietävät leikit. Nämä leikit vahvistetaan meta-stabyleillä toisilla fasseilla ja karbideilla. Pitkäaikaisessa käytössä, korkean lämpötilan stressi-ikääntymisen vuoksi, toinen fase agglomeroidaan ja kasvaa, karbidi muuttuu muotoaan ja osa niistä muodostaa haitallisia haurastumisfasseja, mikä johtaa kokonaisuudessaan leikin vahvuuden ja joustavuuden laskemiseen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että näemme kaksi terävää ristiriitaa: toisaalta, koska turbiinilevy on erityisen tärkeässä asemassa kaasuturbiinissa, ihmiset täytyy pystyä ennustamaan ja ohjaamaan sen eliniän tarkasti; toisaalta, koska turbiinilevyyn liittyy monia epävakaita, epävarmoja, monimutkaisia ja muuttuvia tekijöitä sen tuotannossa ja käytössä, sen eliniittiä on vaikea ennustaa tai hallita. Juuri tämä ristiriita edesauttaa turbiinilevyn eliniiden analyysin ja ennustustyön jatkuvaa ja syventynyttä kehitystä sekä samalla vedon taustalla olevien discipliinien kehittymistä.