टरबाइन ब्लेड के विकास इतिहास, बाजार की स्थिति और विकास की प्रवृत्ति का विश्लेषण भारत

टरबाइन ब्लेड का विकास इतिहास और रुझान

टरबाइन ब्लेड दो श्रेणियों में विभाजित हैं: टरबाइन गाइड ब्लेड और टरबाइन वर्किंग ब्लेड।

टर्बाइन गाइड वैन का मुख्य कार्य दहन कक्ष से निकलने वाली गैस के प्रवाह की दिशा को समायोजित करना है। सामग्री का ऑपरेटिंग तापमान 1,100 से अधिक तक पहुँच सकता है°सी, और टर्बाइन गाइड वैन द्वारा वहन किया जाने वाला तनाव आम तौर पर 70 एमपीए से कम होता है। इस घटक को अक्सर बड़े थर्मल तनाव, अचानक तापमान परिवर्तन के कारण थर्मल थकान दरारें और स्थानीय अत्यधिक तापमान के कारण होने वाली जलन के कारण होने वाली विकृति के कारण स्क्रैप किया जाता है।

टर्बाइन ब्लेड टर्बाइन इंजन में सबसे अधिक तापमान, सबसे जटिल तनाव और सबसे खराब वातावरण में स्थित होते हैं। इस घटक को उच्च तापमान और बड़े केन्द्रापसारक तनाव और थर्मल तनाव का सामना करने की आवश्यकता होती है। यह जिस तापमान को झेल सकता है वह 50-100 है℃ संबंधित टरबाइन गाइड ब्लेड की तुलना में कम है, लेकिन उच्च गति पर घूमते समय, वायुगतिकीय बल और केन्द्रापसारक बल के प्रभाव के कारण, ब्लेड बॉडी पर तनाव 140MPa तक पहुंच जाता है और रूट 280-560MPa तक पहुंच जाता है। टरबाइन ब्लेड की संरचना और सामग्रियों का निरंतर सुधार विमान इंजन के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में महत्वपूर्ण कारकों में से एक बन गया है।

टर्बाइन ब्लेड, टर्बाइन शाफ्ट, टर्बाइन डिस्क और अन्य घटक मिलकर विमान इंजन के टर्बाइन का निर्माण करते हैं। टर्बाइन वह शक्ति स्रोत है जो कंप्रेसर और अन्य सहायक उपकरणों को चलाता है। टर्बाइन को दो घटकों में विभाजित किया जा सकता है: रोटर और स्टेटर:

टर्बाइन रोटर: यह टर्बाइन ब्लेड, पहियों, शाफ्ट और शाफ्ट पर लगे अन्य घूमने वाले हिस्सों से बना एक पूरा हिस्सा है। यह इंजन के संचालन को बनाए रखने के लिए बर्नर में उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले वायु प्रवाह को चूसने के लिए जिम्मेदार है। टर्बाइन रोटर उच्च तापमान और उच्च गति पर काम करता है और उच्च शक्ति संचारित करता है, इसलिए इसकी कार्य परिस्थितियाँ अत्यंत कठोर होती हैं। उच्च तापमान पर काम करते समय, टर्बाइन रोटर को अत्यधिक उच्च केन्द्रापसारक बल का सामना करना पड़ता है, और यह वायुगतिकीय टॉर्क आदि के प्रभाव के अधीन भी होता है। उच्च तापमान का वातावरण टर्बाइन ब्लेड सामग्री की अंतिम शक्ति को कम कर देगा, और टर्बाइन ब्लेड सामग्री के रेंगने और क्षरण का कारण भी बनेगा।

टर्बाइन स्टेटर: यह टर्बाइन गाइड ब्लेड, बाहरी रिंग और आंतरिक रिंग से बना होता है। यह आवरण पर स्थिर होता है और इसका मुख्य कार्य टर्बाइन के कार्यशील ब्लेड के गति त्रिकोण को पूरा करने के लिए अगले चरण के टर्बाइन रोटर के लिए वायु प्रवाह को फैलाना और सुधारना है।

थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात जैसे प्रदर्शन संकेतकों को बेहतर बनाने के लिए, विमान इंजन और गैस टरबाइन ब्लेड की उच्च तापमान और उच्च हवा की गति के प्रति सहनशीलता की आवश्यकताओं में लगातार वृद्धि हो रही है। मुख्यधारा के विमान टर्बोफैन इंजनों में, टरबाइन-चालित कंप्रेसर की अधिकतम क्षमता होती है

टर्बाइन इंजन में प्रवेश करने वाली हवा प्रति सेकंड हज़ारों चक्करों की तेज़ गति से घूमती है। कंप्रेसर में हवा को चरणबद्ध तरीके से दबाया जाता है। मल्टी-स्टेज कंप्रेसर का दबाव अनुपात 25 से ज़्यादा तक पहुँच सकता है। दबाव वाली हवा इंजन के दहन कक्ष में प्रवेश करती है, ईंधन के साथ मिल जाती है और जल जाती है। ईंधन की लौ को 100 मीटर/सेकंड से ज़्यादा की तेज़ गति से बहने वाले उच्च दबाव वाले वायु प्रवाह में स्थिर रूप से जलने की ज़रूरत होती है।

दहन कक्ष से उच्च तापमान, उच्च दबाव वाली गैस का प्रवाह टर्बाइन ब्लेड को प्रति मिनट हज़ारों से दसियों हज़ार चक्करों की गति से घुमाता है। आमतौर पर, टर्बाइन से पहले का तापमान टर्बाइन ब्लेड सामग्री के गलनांक से अधिक होता है। संचालन के दौरान, आधुनिक इंजनों के टर्बाइन ब्लेड को आमतौर पर 1600~1800 के तापमान का सामना करना पड़ता है।℃, लगभग 300 मीटर/सेकेंड की हवा की गति, और उनके कारण उत्पन्न विशाल वायु दबाव।

टर्बाइन ब्लेड को ऐसे अत्यंत कठोर कार्य वातावरण में हज़ारों से लेकर दसियों हज़ार घंटों तक मज़बूती से काम करने की ज़रूरत होती है। टर्बाइन ब्लेड में जटिल प्रोफ़ाइल होती है और दिशात्मक ठोसकरण, पाउडर धातु विज्ञान, जटिल खोखले ब्लेड निवेश कास्टिंग, जटिल सिरेमिक कोर विनिर्माण और माइक्रो-होल प्रसंस्करण जैसी कई उन्नत विनिर्माण तकनीकों का उपयोग किया जाता है।

टर्बाइन ब्लेड "दो मशीनों" के घटकों में से एक हैं जिनमें सबसे अधिक विनिर्माण प्रक्रियाएँ, सबसे लंबा चक्र और सबसे कम पास दर है। जटिल खोखले टर्बाइन ब्लेड का निर्माण "दो मशीनों" के वर्तमान विकास में मुख्य तकनीक बन गया है।

बाजार की स्थिति और विकास के रुझान

विमान इंजन और गैस टर्बाइन में ब्लेड में मुख्य रूप से फैन ब्लेड, टर्बाइन ब्लेड और कंप्रेसर ब्लेड शामिल हैं, जिनमें से टर्बाइन ब्लेड का मूल्य कुल ब्लेड लागत का लगभग 60% है। फैन ब्लेड की तुलना में, टर्बाइन ब्लेड का कच्चा माल अधिक मूल्यवान है और इसे संसाधित करना अधिक कठिन है।

इंजन के एक महत्वपूर्ण हॉट-एंड घटक के रूप में, टरबाइन ब्लेड को उच्च तापमान मिश्र धातु सामग्री के उपयोग की आवश्यकता होती है। उनकी गलाने की तकनीक के लिए उच्च आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है, और कुछ धातु खनिज संसाधन दुर्लभ होते हैं। विनिर्माण प्रक्रिया के संदर्भ में, टरबाइन ब्लेड आम तौर पर पतली दीवारों और जटिल शीतलन संरचनाओं को प्राप्त करने के लिए निवेश कास्टिंग का उपयोग करते हैं। विनिर्माण कठिनाई अन्य ब्लेड की तुलना में काफी अधिक है।

उदाहरण के लिए, बोइंग 56 श्रृंखला और एयरबस 737 श्रृंखला में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सीएफएम 320 विमान इंजन में एक हजार से अधिक टरबाइन ब्लेड हैं, जिनमें से प्रत्येक की कीमत 10,000 युआन से अधिक है। कुछ भागों में टरबाइन ब्लेड की इकाई कीमत 100,000 युआन से भी अधिक है।