Analiza života turbine diska

Disk turbine je jedan od osnovnih komponenti aero motora. On je komponenta koja se koristi za montažu i fiksiranje turbine lopatica za prenos snage. Radi u visoko temperaturnom, visoko pritisknom i brzinskom okruženju i ima izuzetno visoke zahteve prema strukturnim materijalima. Aero motori su proizvodi sa visokom preciznošću. Kako bi se povećao omjer jačine na težinu motora i ispunili se rastući zahtevi performansi letelica, njihovi parametri performanse ne prestaju da se poboljšavaju. U ovom slučaju, zahtevi prema materijalima diska turbine ne prestaju da rastu.
Turbinski disk je vrh petoro ključnih komponenti plinske turbine. Njegova sigurnost i dugotrajnost zauzimaju posebno važno mesto u plinskim turbinama. Disk turbine je u ciklusnom kretanju.
Pored ograničenja broja ponavljanja, postoji i ograničenje vremena službe. Ljudi pridaju veliki značaj životnosti turbinskog diska, verovatno zbog sledećih glavnih razloga:
1. Dimnica je velika po dimenzijama, teška po težini i brza u radu. Prosječni smanjeni naprezanja na disku dimnice moderne plinske turbine pri maksimalnoj brzini iznosi
povećano do 758MPa. To pristupa ili premašuje granicu elastičnosti mnogih materijala za disk dimnice.
2. Kvalitet izrade diska dimnice je teško kontrolisati. Trenutno, diskovi dimnice koji se masovno koriste su izrađeni od jednog dela i proći složene procese izrade. Da bi se osigurala stabilnost kvaliteta svakog diska, neophodno je da se u svakom procesu održi stabilan nivo izrade. To je teško uraditi, posebno za neke veće zalihe.
3. Tijekom upotrebe, disk dimnice prolazi složenim promjenama sredine, temperature i naprezanja. Posebno kod dimnih diska na vojnim motorima, ove promjene imaju slučajne karakteristike, što donosi velike težave u predviđanju i kontroli života diska dimnice.
4. Nakon dugog perioda korišćenja materijala turbinskog diska, struktura će se deteriورirati. Materijali turbinskih diskova koji se danas koriste obično su visokotemperaturne aleje. Ove aleje su pojačane metastabilnim drugim fazama i karbidima. Tijekom dugog korišćenja, zbog starenja pod uticajem visoke temperature i napona, druga faza će se aglomerisati i rasti, karbidi će promeniti oblik, a neki će se uspećivati štetne hrupe, što dovodi do opšte smanjenje snage i plastičnosti aleje.
Da bi se izvelo zaključivanje, možemo primetiti par oštar proturječnosti: s jedne strane, zato što turbinski disk zauzima posebno važno mesto u plinskoj turbine, ljudi moraju tačno predviđati i kontrolisati njegov životni vek; s druge strane, zato što u procesu proizvodnje i upotrebe turbinskog diska postoji mnogo nestabilnih, neodređenih, složenih i promenljivih faktora, teško je predviđati i kontrolisati njegov životni vek. Upreno je ovaj par proturječnosti koji podstiče neprestano i duboko razvoj istraživanja analize i predviđanja životnog veka turbinskog diska, a takođe podstiče razvoj povezanih nauka.