Turbīnas diska mūža analīze

Turbinas disks ir viens no galvenajiem komponentiem aviolietuvā. Tas ir elements, kas izmantojams montēšanai un turpināšanai turbinas loksnes, lai pārvadātu spēku. Tas darbojas augstā temperatūrā, augstspiedīgā un augstā ātruma vides un strukturālajiem materiāliem ir ļoti augsti prasību līmenis. Aviolietuvu ir augstas precizitātes tehnoloģiju produkts. Lai palielinātu motoru spēka svaru attiecību un apmierinātu visaugstākajiem lidostu uzņēmumu prasību līmeņiem, tos raksturīgos parametrus nepārtraukti uzlabo. Šajā situācijā turbinas diska materiālu prasības neustojami pieauga.
Turbinas disks ir galvenais no sešiem galvenajiem komponentiem gāzu turbīnē. Tā drošība un ilgtspēja gāzu turbīnēs ieņem īpaši nozīmīgu vietu. Turbinas diskam ir cikls.
Pieskaroties robežām neatkārtojamās reizes skaitam, ir arī robeža dienesta laikam. Ļaudis ļoti novērtē turbinas diska ilgtspēju, iespējams, tādēļ, ka ir šādas galvenās iemeslas:
1. Gurķa diska izmērs ir liels, svars - smags, un ātrums - augsts. Moderno gāzu turbinu gurķa disku vidējais šķiešanas spiediens maksimālajā ātrumā ir sasniegts
līdz 758 MPa. Tas tuvojas vai pārsniedz daudzu gurķa disku materiālu plienības stiprumu.
2. Gurķa diska ražošanas kvalitāti ir grūti kontrolēt. Pašlaik masveidulējot izmantotie gurķa diski ir izgatroti no viena gabala un pārdzīvo sarežģītas tehnoloģiskas procedūras. Lai stabilizētu katra diska kvalitāti, katrā procesā jānodrošina stabils procesa līmenis. Tas ir grūti paveikt, īpaši dažiem lielplatībā ražojamiem apjomiem.
3. Izmantošanas laikā gurķa disks padevīgs sarežģījiem maiņas procesiem vide, temperatūrā un sprieguma ziņā. Īpaši militāro motoru gurķa diskos šīs maiņas ir gadījuma rakstura, kas radījusi lielas grūtības gurķa diska dzīves ilguma prognozēšanai un kontrolei.
Pēc ilgstošas turbinas diska materiālu izmantošanas struktūra sāk paslikt. Modernajos laikos izvēlētie turbinas diska materiāli parasti ir augsttemperatūras aliaži. Šie aliaži tiek uzstiprināti ar metastabīlām otrajām fāzēm un karbīdiem. Ilgstošā izmantošanā, dēļ augstas temperatūras un spiediena nosenes, otrā fāze sāk konsolidēties un izaugt, karbīdi maina formu, un daži no tiem izkrīto kaitīgas trauslās fāzes, kas rezultātā samazina aliaža stiprumu un plāstiskumu kopumā.
Kopumā redzam, ka pastāv divas skarbas pretrunas: no vienas puses, tā kā turbinas disks gāzu turbīnā ir īpaši svarīgs, cilvēkiem jāspēj precīzi paredzēt un kontrollēt tā dzīvesilgumu; no otras puses, tā kā turbinas diska ražošanas un izmantošanas procesā ir daudz nestabilu, nedefinētu, sarežģītu un mainīgu faktoru, tā ilgums ir grūti paredzēt un kontrollēt. Tieši šīs pretrunas veicina turbinas diska dzīvesilguma analīzes un prognozēšanas pētījumu nepārtrauktās un dziļākās attīstības, kas arī stimulē saistīto disciplīnu attīstību.