การวิเคราะห์อายุของจานเทอร์ไบน์

จานเทอร์ไบน์เป็นหนึ่งในชิ้นส่วนหลักของเครื่องยนต์เจ็ต มันเป็นชิ้นส่วนที่ใช้สำหรับติดตั้งและตรึงใบพัดเทอร์ไบน์เพื่อถ่ายโอนพลังงาน ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ความดันสูง และความเร็วสูง และมีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับวัสดุโครงสร้าง เครื่องยนต์เจ็ตเป็นผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีที่มีความแม่นยำสูง เพื่อเพิ่มอัตราส่วนแรงดันต่อน้ำหนักของเครื่องยนต์และตอบสนองความต้องการสมรรถนะของอากาศยานที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ค่าพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของพวกมันจึงได้รับการปรับปรุงอยู่เสมอ ในสถานการณ์เช่นนี้ ข้อกำหนดสำหรับวัสดุจานเทอร์ไบน์ก็เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
จานเทอร์ไบน์เป็นส่วนสำคัญที่สุดในบรรดาหกชิ้นส่วนหลักของก๊าซเทอร์ไบน์ ความปลอดภัยและความคงทนของจานเทอร์ไบน์มีความสำคัญเป็นพิเศษในก๊าซเทอร์ไบน์ จานเทอร์ไบน์ทำงานแบบหมุนเวียน
นอกจากข้อจำกัดจำนวนครั้งแล้ว ยังมีข้อจำกัดเกี่ยวกับเวลาในการให้บริการด้วย คนให้ความสำคัญกับอายุการใช้งานของจานเทอร์ไบน์เป็นพิเศษ อาจเป็นเพราะเหตุผลหลักดังต่อไปนี้:
1. เทอร์ไบน์ดิสก์มีขนาดใหญ่ หนัก และหมุนเร็ว อัตราความเครียดเฉลี่ยของเทอร์ไบน์ดิสก์ในกังหันแก๊ซสมัยใหม่ที่ความเร็วสูงสุดได้ถูก
เพิ่มขึ้นถึง 758MPa ซึ่งใกล้เคียงหรือเกินค่าความแข็งแรงในการยืดของวัสดุเทอร์ไบน์ดิสก์หลายชนิด
2. การควบคุมคุณภาพการผลิตของเทอร์ไบน์ดิสก์เป็นเรื่องยาก ในปัจจุบัน เทอร์ไบน์ดิสก์ที่ใช้อยู่จำนวนมากผลิตจากชิ้นเดียวและผ่านกระบวนการที่ซับซ้อน เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพที่เสถียรของแต่ละดิสก์ จำเป็นต้องรักษาระดับกระบวนการที่เสถียรในแต่ละขั้นตอน ซึ่งเป็นเรื่องยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับดิสก์ขนาดใหญ่บางประเภท
3. ระหว่างการใช้งาน เทอร์ไบน์ดิสก์จะเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนของสารกลาง อุณหภูมิ และแรงดึง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเทอร์ไบน์ดิสก์ในเครื่องยนต์ทางทหาร การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีลักษณะแบบสุ่ม ซึ่งทำให้การพยากรณ์และการควบคุมอายุการใช้งานของเทอร์ไบน์ดิสก์มีความยากลำบากมาก
หลังจากใช้งานวัสดุจานเทอร์ไบน์เป็นเวลานาน โครงสร้างจะเสื่อมสภาพ วัสดุจานเทอร์ไบน์ที่เลือกใช้ในยุคปัจจุบันมักเป็นโลหะทนความร้อนสูง โลหะผสมเหล่านี้ได้รับการเสริมความแข็งแรงด้วยเฟーズที่สองที่ไม่เสถียรและคาร์ไบด์ ในระหว่างการใช้งานระยะยาว เนื่องจากความเครียดและความชราของอุณหภูมิสูง เฟーズที่สองจะรวมตัวและเติบโต คาร์ไบด์จะเปลี่ยนรูปร่าง และบางส่วนอาจตกผลึกเป็นเฟーズที่เปราะและเป็นอันตราย ส่งผลให้ความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของโลหะผสมลดลงโดยรวม
สรุปได้ว่า เราสามารถเห็นความขัดแย้งอย่างชัดเจนสองประการ: ในด้านหนึ่ง เนื่องจากจานเทอร์ไบนมีบทบาทสำคัญในกังหันก๊าซ ผู้คนจำเป็นต้องสามารถทำนายและควบคุมอายุการใช้งานของมันได้อย่างแม่นยำ ในอีกด้านหนึ่ง เนื่องจากมีปัจจัยหลายอย่างที่ไม่มั่นคง ไม่แน่นอน ซับซ้อน และเปลี่ยนแปลงได้ในกระบวนการผลิตและการใช้งานของจานเทอร์ไบน์ อายุการใช้งานของมันจึงยากต่อการทำนายและควบคุม แต่ความขัดแย้งนี้เองที่กระตุ้นให้มีการพัฒนางานวิจัยเกี่ยวกับการวิเคราะห์และทำนายอายุการใช้งานของจานเทอร์ไบน์อย่างต่อเนื่องและลึกซึ้งมากขึ้น และยังผลักดันการพัฒนาของสาขาวิชาที่เกี่ยวข้อง