Analýza životnosti turbínového disku Slovensko

Turbínový kotúč je jednou zo základných súčastí leteckého motora. Je to komponent používaný na inštaláciu a upevnenie lopatiek turbíny na prenos energie. Pracuje vo vysokoteplotnom, vysokotlakovom a vysokorýchlostnom prostredí a má extrémne vysoké požiadavky na konštrukčné materiály. Aeromotory sú vysoko presné technologické produkty. Aby sa zvýšil pomer ťahu a hmotnosti motorov a splnili sa stále vyššie požiadavky na výkon lietadiel, ich výkonové parametre sa neustále zlepšujú. Za týchto okolností sa požiadavky na materiály kotúčov turbín neustále zvyšujú.
Disk turbíny je vrcholom šiestich hlavných komponentov plynovej turbíny. Jeho bezpečnosť a dlhá životnosť zaujímajú v plynových turbínach obzvlášť dôležité postavenie. Turbínový kotúč je obehový
Okrem limitu na počet opakovaní existuje aj limit na servisný čas. Ľudia pripisujú veľkú dôležitosť životnosti kotúča turbíny, pravdepodobne z týchto hlavných dôvodov:
1. Disk turbíny má veľké rozmery, veľkú hmotnosť a vysokú rýchlosť. Priemerné šmykové napätie kotúča turbíny moderných plynových turbín pri maximálnej rýchlosti bolo
zvýšená na 758 MPa. Približuje sa alebo prekračuje medzu klzu mnohých materiálov turbínových kotúčov.
2. Výrobnú kvalitu kotúča turbíny je ťažké kontrolovať. V súčasnosti sú kotúče turbín používané vo veľkých množstvách kované z jedného kusu a podliehajú zložitým procesom. Pre stabilizáciu kvality každého disku je potrebné zabezpečiť stabilnú procesnú úroveň v každom procese. To je ťažké urobiť, najmä v prípade niektorých veľkých akcií.
3. Turbínový kotúč počas používania podlieha zložitým zmenám média, teploty a namáhania. Najmä pri turbínových kotúčoch na vojenských motoroch má táto zmena náhodné charakteristiky, čo prináša veľké ťažkosti pri predpovedaní životnosti a ovládaní turbínového kotúča.
4.Po dlhodobom používaní materiálov turbínových kotúčov sa štruktúra zhorší. Materiály turbínových kotúčov vyberané v modernej dobe sú všeobecne vysokoteplotné zliatiny. Tieto zliatiny sú spevnené metastabilnými druhými fázami a karbidmi. Počas dlhodobého používania, v dôsledku starnutia pri vysokoteplotnom namáhaní, sa druhá fáza bude aglomerovať a rásť, karbidy zmenia tvar a niektoré budú vyzrážať škodlivé krehké fázy, čo má za následok celkové zníženie pevnosti a plasticity zliatiny.
Aby sme to zhrnuli, môžeme vidieť pár ostrých rozporov: na jednej strane, pretože kotúč turbíny zaujíma v plynovej turbíne mimoriadne dôležité postavenie, ľudia musia byť schopní presne predpovedať a riadiť jej životnosť; na druhej strane, pretože kotúč turbíny V procese výroby a používania je veľa nestabilných, neistých, zložitých a premenlivých faktorov a ich životnosť je ťažké predvídať a kontrolovať. Ale práve táto dvojica rozporov podporuje nepretržitý a hĺbkový vývoj analýzy životnosti turbínových diskov a predpovednej výskumnej práce a tiež poháňa rozvoj príbuzných disciplín.