تخمین عمر خزشی پره متحرک ردیف اول توربین گازی V94.2 از جنس IN738LC

مهندسی متالورژی و مواد

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 28 تیر 1404   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2025.91255.1174

نویسندگان

فاطمه سادات سیدان^{* 1}؛ علی رضا طوسی²

¹گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

²گروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

هدف از پژوهش حاضر، محاسبه و تخمین عمر باقی‌مانده پره متحرک ردیف اول توربین گازی V94.2 از جنس سوپرآلیاژ اینکونل 738 کم‌کربن با استفاده از روش‌های غیرمخرب، مخرب و محاسباتی می‌باشد. ارزیابی‌های انجام شده شامل بررسی‌های متالوگرافی و ریزساختاری به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و آزمون‌های خواص مکانیکی می‌باشد. ابتدا آزمون‌های غیرمخرب بازرسی چشمی و مایع نافذ روی پره مورد آزمایش انجام شد و سپس ریزساختار قسمت ریشه، لبه حمله و لبه فرار با یکدیگر مقایسه شد. خواص مکانیکی پره شامل آزمون کشش در دمای محیط و دمای بالا، سختی و تنش گسیختگی قسمت میانی پره و ریشه با حداقل خواص مجاز به سرویس مقایسه شد. در نهایت با استفاده از پارامتر لارسون- میلر و رابطه کسر عمر باقی‌مانده خزشی، عمر پره تخمین زده شد. نتایج نشان داد با توجه به دمای کاری پایین در ریشه پره، این قسمت ساختار مکعبی شکل خود را نسبت به لبه‌های حمله و فرار حفظ کرده است. همچنین کسر فازی ذرات گاماپرایم ثانویه در ریشه برخلاف لبه حمله و لبه فرار کاملا مشهود بود. با توجه به بالاتر بودن استحکام تسلیم و کششی نهایی ایرفویل و پره نسبت به حداقل خواص مجاز به سرویس می‌توان اظهار داشت در صورت احیا و جوان‌سازی ریزساختار، قطعات پره‌های ردیف اول توربین قابلیت استفاده مجدد را خواهند داشت. عمر باقی‌مانده در حدود 10032 ساعت براورد شد که کمتر از بازه مورد نیاز برای تعمیرات اساسی یعنی 33000 ساعت می‌باشد. بنابراین، اصلاح ساختار و جوان‌سازی پره‌ها الزامی و استفاده از آن به مدت 10032 ساعت بلامانع می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عمر خزشی؛ پره توربین؛ سوپرآلیاژ پایه نیکل

مراجع