Levensduuranalyse van Turbineschijf

De turbine-schijf is een van de kernonderdelen van de vliegtuigmotor. Het is een onderdeel dat wordt gebruikt om turbinebladen te monteren en vast te zetten om kracht over te brengen. Het werkt in een omgeving met hoge temperaturen, hoge druk en hoge snelheid, en stelt zeer hoge eisen aan de structuurmaterialen. Vliegtuigmotoren zijn producten van hoge precisietechnologie. Om het vermogen-gewichtverhouding van de motoren te vergroten en aan de steeds hogere eisen voor vliegtuigprestaties te voldoen, worden hun prestatieparameters voortdurend verbeterd. In deze situatie nemen de eisen aan materiaal voor turbine-schijven continu toe.
De turbineschijf staat bovenaan onder de zes belangrijkste onderdelen van de gasturbine. De veiligheid en levensduur ervan hebben een bijzonder belangrijke positie in gasturbines. Turbineschijven circuleren
Naast de limiet op het aantal keren geldt er ook een diensttijdlimiet. Men hecht grote waarde aan de levensduur van de turbineschijf, waarschijnlijk om de volgende hoofdbe redenen:
1. De turbine-schijf is groot in afmeting, zwaar in gewicht en hoog in snelheid. De gemiddelde schuifspanning van de turbine-schijf van moderne gasturbines bij maximale snelheid bedraagt
758MPa. Dit nadert of haalt de opgeleveringssterkte van veel turbine-schijfmateriaalen.
2. De productiekwaliteit van de turbine-schijf is moeilijk te beheersen. Momenteel worden de turbine-schijven die in grote hoeveelheden worden gebruikt uit één stuk gesmeed en ondergaan complexe processtappen. Om de kwaliteit van elke schijf te stabiliseren, moet er een stabiel procesniveau in elk proces worden gegarandeerd. Dit is moeilijk te doen, vooral voor sommige grote voorraden.
3. Tijdens het gebruik ondergaat de turbine-schijf complexe veranderingen in medium, temperatuur en spanning. Vooral voor turbine-schijven op militaire motoren hebben deze veranderingen willekeurige kenmerken, wat grote moeilijkheden meebracht voor de levensduursvoorspelling en -beheersing van de turbine-schijf.
Na langdurig gebruik van turbine-schijfmaterialen zal de structuur afbrokkelen. De in de moderne tijd geselecteerde turbine-schijfmaterialen zijn doorgaans hoge-temperatuurallega's. Deze alloy's worden versterkt door metastabele tweede fasen en carbiden. Tijdens langdurig gebruik, door hoge-temperatuur spanningen ouderdomsverschijnselen, zullen de tweede fasen agglomereren en groeien, de carbiden zullen van vorm veranderen, en sommige zullen schadelijke broze fasen neerslaan, wat resulteert in een algemene afname van de sterkte en plasticiteit van de alloy.
Samenvattend kunnen we een paar scherpe tegenstellingen zien: enerzijds heeft het turbine-schijfje een bijzonder belangrijke positie in de gasturbine, dus mensen moeten in staat zijn om zijn levensduur nauwkeurig te voorspellen en te beheersen; anderzijds zijn er vele instabiele, onzekere, complexe en veranderlijke factoren in het productie- en gebruikproces van het turbine-schijfje, waardoor het moeilijk is om zijn levensduur te voorspellen en te beheersen. Maar juist deze tegenstellingen stimuleren de continue en diepgaande ontwikkeling van onderzoekswerk naar levensduursanalyse en -voorspelling van turbine-schijven, en drijven ook de ontwikkeling van gerelateerde disciplines voort.