Degradace struktury turbínových kol během provozu

Structure Degradation of Turbine Blade Wheel by Engine operation

journal article - other

cs

Prudký rozvoj dopravy a energetiky v posledních letech si žádá stále nové a kvalitnější materiály schopné odolávat extrémním nárokům, které jsou na ně kladeny. Mezi nejvíce exponované aplikace superslitin na bázi niklu patří součásti leteckých a energetických spalovacích turbín. Ve spalovacích turbínách určených pro energetiku a zejména pak v turbínách pro letecký provoz je namáhání součástí často velice složité, jak co do úrovně působení a změn mechanického namáhání, například různé kombinace vysokoteplotního namáhání, creepu a nízkocyklové únavy u rotujících součástí, tak co do působení vlivu okolí na všechny součásti motoru, mezi které patří zejména změny teplot, vysokoteplotní koroze a oxidace. V neposlední řadě pak i eroze vlivem tuhých částic nasátých spolu se vzduchem do spalovacího prostoru turbíny. V důsledku krátkodobého přetížení, např. během startů, přistání, případně i dalších nepravidelností chodu proudového motoru dochází v souvislosti s maximy teplot a napětí k nevratným změnám v mikrostruktuře a tím k významnému ovlivnění mechanických vlastností lopatek. Příspěvek je zaměřen na stanovení příčin porušení lopatek turbínových kol leteckého motoru, k nimž došlo během pozemního a letového zkušebního provozu.

Prudký rozvoj dopravy a energetiky v posledních letech si žádá stále nové a kvalitnější materiály schopné odolávat extrémním nárokům, které jsou na ně kladeny. Mezi nejvíce exponované aplikace superslitin na bázi niklu patří součásti leteckých a energetických spalovacích turbín. Ve spalovacích turbínách určených pro energetiku a zejména pak v turbínách pro letecký provoz je namáhání součástí často velice složité, jak co do úrovně působení a změn mechanického namáhání, například různé kombinace vysokoteplotního namáhání, creepu a nízkocyklové únavy u rotujících součástí, tak co do působení vlivu okolí na všechny součásti motoru, mezi které patří zejména změny teplot, vysokoteplotní koroze a oxidace. V neposlední řadě pak i eroze vlivem tuhých částic nasátých spolu se vzduchem do spalovacího prostoru turbíny. V důsledku krátkodobého přetížení, např. během startů, přistání, případně i dalších nepravidelností chodu proudového motoru dochází v souvislosti s maximy teplot a napětí k nevratným změnám v mikrostruktuře a tím k významnému ovlivnění mechanických vlastností lopatek. Příspěvek je zaměřen na stanovení příčin porušení lopatek turbínových kol leteckého motoru, k nimž došlo během pozemního a letového zkušebního provozu.

The sharp rise in transport services and in energetics calls for new and superior materials which are able to resist the extreme requirements in recent years. The most exposed applications are engine components for planes and space hardware which are mainly made from nickel-based superalloys. Loading of already mentioned components is very difficult. First, there are many types of load modes and changes in stress in material which are dependent on temperature as are creep and low cycle fatique. Second, it means influence of outer conditions to engine components as are hot corrosion, oxidation and erosion. Due to short fluctuating stress and rapid temperature changes (launching, landing); nonreversible changes form gradually in microstructure. This piece is centred on causes of rotor blades turbine engines failure determination which are originated from test engine operations.

Creep, niklové superslitiny, nízkocyklová únava

Creep, Ni-based superalloys, Low cycle fatique

2005

04.07.2005

HF TU

Hutnická fakulta Technická univerzita Letná 9/A Košice Slovensko

1335-0803

Materiálové inžinierstvo

7

3

76–79

4