Analiza żywotności tarczy turbiny Polska

Tarcza turbiny jest jednym z podstawowych elementów silnika lotniczego. Jest to element służący do montażu i mocowania łopatek turbin do przenoszenia mocy. Działa w środowisku o wysokiej temperaturze, wysokim ciśnieniu i dużej prędkości i ma niezwykle wysokie wymagania dotyczące materiałów konstrukcyjnych. Silniki lotnicze to produkty wykorzystujące technologię o wysokiej precyzji. Aby zwiększyć stosunek ciągu do masy silników i sprostać stale rosnącym wymaganiom eksploatacyjnym samolotów, ich parametry użytkowe są stale udoskonalane. W tej sytuacji wymagania dotyczące materiałów tarcz turbin stale rosną.
Tarcza turbiny jest górną częścią sześciu głównych elementów turbiny gazowej. Jego bezpieczeństwo i trwałość zajmują szczególnie ważne miejsce w turbinach gazowych. Tarcza turbiny krąży
Oprócz limitu liczby razy obowiązuje również limit czasu obsługi. Ludzie przywiązują dużą wagę do żywotności tarczy turbiny, prawdopodobnie z następujących głównych powodów:
1. Tarcza turbiny jest duża, ciężka i osiąga dużą prędkość. Średnie naprężenie ścinające tarczy turbiny nowoczesnych turbin gazowych przy maksymalnej prędkości obrotowej wynosi
zwiększone do 758 MPa. Zbliża się lub przekracza granicę plastyczności wielu materiałów tarczy turbiny.
2. Jakość wykonania tarczy turbiny jest trudna do kontrolowania. Obecnie stosowane w dużych ilościach tarcze turbin są kute z jednego kawałka i poddawane skomplikowanym procesom technologicznym. Aby ustabilizować jakość każdego dysku, konieczne jest zapewnienie stabilnego poziomu procesu w każdym procesie. Jest to trudne, zwłaszcza w przypadku niektórych stad o dużej skali.
3.Podczas użytkowania tarcza turbiny ulega złożonym zmianom w ośrodku, temperaturze i naprężeniu. Szczególnie w przypadku tarcz turbin w silnikach wojskowych zmiana ta ma charakter losowy, co powoduje duże trudności w przewidywaniu trwałości i kontroli tarczy turbiny.
4. Po długotrwałym użytkowaniu materiałów tarczy turbiny struktura ulegnie pogorszeniu. Obecnie wybierane materiały na tarcze turbin są na ogół stopami wysokotemperaturowymi. Stopy te są wzmacniane metastabilnymi drugimi fazami i węglikami. Podczas długotrwałego użytkowania, w wyniku starzenia naprężeniowego w wysokiej temperaturze, druga faza będzie aglomerować i rosnąć, węgliki zmienią kształt, a niektóre wytrącą szkodliwe fazy kruche, co spowoduje ogólny spadek wytrzymałości i plastyczności stopu.
Podsumowując, widać parę ostrych sprzeczności: z jednej strony, ponieważ tarcza turbiny zajmuje w turbinie gazowej szczególnie ważne miejsce, ludzie muszą umieć dokładnie przewidzieć i kontrolować jej żywotność; z drugiej strony, ponieważ na tarczę turbiny w procesie produkcji i użytkowania wpływa wiele niestabilnych, niepewnych, złożonych i zmiennych czynników, a jej żywotność jest trudna do przewidzenia i kontroli. Jednak to właśnie ta para sprzeczności sprzyja ciągłemu i dogłębnemu rozwojowi analiz trwałości tarcz turbin i prac badawczych w zakresie prognozowania, a także napędza rozwój powiązanych dyscyplin.