Analyse av utviklingshistorie, markedsstatus og utviklingstrend for turbinblader Norge

Utviklingshistorie og trender for turbinblader

Turbinblader er delt inn i to kategorier: turbinstyreblad og turbinarbeidsblad.

Hovedfunksjonen til turbinstyreskovlene er å justere strømningsretningen til eksosgassen fra forbrenningskammeret. Materialets driftstemperatur kan nå opp til over 1,100°C, og spenningen på turbinens ledeskovler er generelt mindre enn 70 MPa. Denne komponenten kasseres ofte på grunn av forvrengning forårsaket av store termiske belastninger, termiske utmattelsessprekker forårsaket av plutselige temperaturendringer og brannskader forårsaket av lokale for høye temperaturer.

Turbinbladene er plassert i turbinmotoren med høyest temperatur, mest komplekse påkjenninger og dårligst miljø. Denne komponenten må tåle høye temperaturer og stor sentrifugalspenning og termisk stress. Temperaturen den tåler er 50-100℃ lavere enn de tilsvarende turbinstyrebladene, men når den roterer med høy hastighet, på grunn av effekten av aerodynamisk kraft og sentrifugalkraft, når belastningen på bladkroppen 140 MPa og roten når 280-560 MPa. Den kontinuerlige forbedringen av strukturen og materialene til turbinbladene har blitt en av nøkkelfaktorene for å forbedre ytelsen til flymotorer.

Turbinbladene, turbinakselen, turbinskiven og andre komponenter danner sammen turbinen til en flymotor. Turbinen er kraftkilden som driver kompressoren og annet tilbehør. Turbinen kan deles inn i to komponenter: rotoren og statoren:

Turbinrotor: Det er en helhet sammensatt av turbinblader, hjul, aksler og andre roterende deler montert på akselen. Den er ansvarlig for å suge luftstrøm med høy temperatur og høyt trykk inn i brenneren for å opprettholde driften av motoren. Turbinrotoren arbeider ved høy temperatur og høy hastighet og overfører høy kraft, så arbeidsforholdene er ekstremt tøffe. Ved arbeid ved høy temperatur må turbinrotoren tåle ekstremt høy sentrifugalkraft, og er også utsatt for effekten av aerodynamisk dreiemoment osv. Høytemperaturmiljøet vil redusere den endelige styrken til turbinbladmaterialet, og vil også forårsake kryp og erosjon av turbinbladmaterialet.

Turbinstator: Den er sammensatt av turbinstyreblader, ytre ring og indre ring. Den er festet på foringsrøret, og dens hovedfunksjon er å diffundere og rette opp luftstrømmen for neste trinns turbinrotor for å møte hastighetstrekanten til turbinens arbeidsblader.

For å forbedre ytelsesindikatorer som skyvekraft-til-vekt-forhold, øker kravene til toleranse for flymotorer og gassturbinblader for høy temperatur og høy vindhastighet. I vanlige turbofanmotorer til fly har den turbindrevne kompressoren maksimalt

Luften som kommer inn i turbinmotoren roterer med en høy hastighet på tusenvis av omdreininger per sekund. Luften settes under trykk trinn for trinn i kompressoren. Trykkforholdet til flertrinnskompressoren kan nå mer enn 25. Trykkluften kommer inn i motorens forbrenningskammer, blandes med drivstoffet og brenner. Drivstoffflammen må brenne stabilt i høytrykksluftstrømmen som strømmer med en høy hastighet på mer enn 100m/s.

Gasstrømmen med høy temperatur og høyt trykk fra forbrenningskammeret driver turbinbladene til å rotere med en hastighet på tusenvis til titusenvis av omdreininger per minutt. Vanligvis overstiger temperaturen før turbinen smeltepunktet til turbinbladmaterialet. Under drift må turbinbladene til moderne motorer vanligvis tåle temperaturer på 1600~1800℃, vindhastigheter på rundt 300m/s, og det enorme lufttrykket forårsaket av dem.

Turbinblader må fungere pålitelig i tusenvis til titusenvis av timer i et så ekstremt tøft arbeidsmiljø. Turbinblader har komplekse profiler og bruker et stort antall avanserte produksjonsteknologier som retningsbestemt størkning, pulvermetallurgi, kompleks støping av hule blader, kompleks keramisk kjerneproduksjon og mikrohullsbehandling.

Turbinblader er en av komponentene i de "to maskinene" som har flest produksjonsprosesser, den lengste syklusen og den laveste passeringshastigheten. Produksjonen av komplekse hule turbinblader har blitt kjerneteknologien i den nåværende utviklingen av de "to maskinene".

Markedsstatus og utviklingstrender

Bladene i flymotorer og gassturbiner inkluderer i hovedsak vifteblader, turbinblader og kompressorblader, hvorav verdien av turbinblader utgjør om lag 60 % av den totale bladkostnaden. Sammenlignet med vifteblader er råvarene til turbinbladene mer verdifulle og vanskeligere å behandle.

Som en viktig hot-end-komponent i motoren krever turbinblader bruk av legeringsmaterialer med høy temperatur. Deres smelteteknologi krever høye krav, og noen metallmineralressurser er knappe. Når det gjelder produksjonsprosessen, bruker turbinblader generelt investeringsstøping for å oppnå tynne vegger og komplekse kjølestrukturer. Produksjonsvanskeligheten er betydelig høyere enn for andre blader.

For eksempel har CFM56-flymotorene som er mye brukt i Boeing 737-serien og Airbus 320-seriene mer enn tusen turbinblader som hver koster mer enn 10,000 100,000 yuan. Enhetsprisen på turbinblader i visse deler overstiger til og med XNUMX XNUMX yuan.