Trattamento termico e analisi della lega dinichel Super Lega per applicazioni a turbina a gas (1)

Data di rilascio:2021-09-27

1. Introduction

rotture a fatica alta cicloI sono più comunemente verificando in pale di turbina di una centrale elettrica che si verifica apporto termico ad alta temperatura dalla fonte di combustibile [1]. Questo tipo di rotture a fatica alta cicli sono influenzati dalla risonanza e escursione della macchina a velocità operativa soprattutto a lama all'avvio velocità secca critica e spegnimento secco le condizioni [2]. Molte ricerche sono state effettuate a oltre-come la fatica e l'usura fallimento delle pale delle turbine. Dalla letteratura si è constatato che le superleghe forniscono una migliore fatica e resistenza all'usuranel confronto ad altri tipi di leghe, utilizzato per applicazioni pale di turbina. I materiali Monel erano molto usati dai ricercatori per le sue buone proprietà termiche e meccaniche [3]. Il materiale più comunemente utilizzato per applicazioni turbina ènichel 825 (CMSX4), ma dal sondaggio letteratura è stato osservato che l'uso dinichel materiale presenta scarsa usura, creep e fatica resis-tance sopra sotto tempo diverse condizioni di carico alternato temperatura in tempo reale servizio [4]. Le proprietà vari materiali sono stati analizzati con cura e si è riscontrato che Monel 400 materiale che contiene la composizione Ni 63%, Cu 28-34%, Fe 2,5%, e Mn 2,5% è stato utilizzato in calore indotto varie applicazioni a causa della sua alta temperatura resistenza e proprietà resistenza alla fatica innatura [5]. I vari studi sono stati effettuati anche sotto l'aspetto della sostituzione del materiale Monel 400 per diverse applicazioni termiche [6]. La letteratura rivela anche che il trattamento termico di Monel 400 materiale sarà migliora ulteriormente la temperatura elevata e resistenza alla fatica insieme con proprietà di durezza. Molto pochi studi sono stati tentatonel trattamento termico di Monel 400 lega e ancora per la sua effettiva utilizzazione a pale delle turbine vari aspetti devono essere studiati DETAGLI. In questo studio l'indagine è stata condottanel modo di sottoporre il materiale Monel 400 per trattamento termico seguito da analisi di campioni per varie proprietà meccaniche come danormativa ASTM [7]. I risultati ottenuti dalle varie prove sono stati utilizzati per modellare la pala di rotore di turbina in CATIA e la stessa è stata analizzata con l'aiuto di ANSYS Workbench 16,0 per calcolare sollecitazioni meccaniche. Il flusso di calore sulle pale del rotore è stata accuratamente analizzata utilizzando Ansys CFD da assuming condizioni in tempo reale. I principali obiettivi di questo studio è quello di ridurre l'usuranatura sopra le lamenonché per resistere alle alte temperature. Lo studio è inoltre studiato per analizzare la massima resistenza all'impatto sulle pale del rotore per le implementazioni efficaci in condizioni in tempo reale. Il divarionella ricerca di questo studio anche esposti che sono stati condotti molto meno studinel trattamento termico delle leghe di Monel per applicazioni turbina insieme convalida dal finito software di analisi dell'elemento.

2. Experimentation

 i vari tipi di tecniche di trattamento termico erano disponibili, ma in questo processo di tempra studio sono stati utilizzati per migliorare le proprietà di durezza di Monel 400 leghe. La ragione per la scelta del processo di tempra a causa della sua capacità di evitare inutili trasformazioni di fase a causa del suo tempo di reazione più veloce che impedisce la possibilità di processi a bassa temperatura termodinamicamente favorevoli e cineticamente accessibili [8]. Inizialmente il materiale Monel 400 è lavorato secondo lenorme ASTM di prova di durezza, prova d'urto, test di torsione, prova di usura e prova di trazione. I campioni lavorati stati riscaldati in muffola alla temperatura di 850 C e mantenuta all'interno del forno alla stessa temperatura per 2Hr, per migliorare le proprietà di durezza superficiale e il materiale viene estratto dal forno a muffola e raffreddati in una soluzione bagno di sale [9 ].

2.1. DESIGN della pala di turbina a gas

 Tutte le pale della turbina a gas, pale, pale eoliche segue determinato disegno e dimensione tipo . Lo scopo principale della turbina è di espandere i gas di scarico e per ridurre la temperatura e la pressione, quindi le lame devono essere concepiti in modo efficace per garantire il flusso di gas [10]. In questo studio N10 tipo serie stagnola aria era Select cato dall'aria stagnola sezione di strumenti con riferimento alla data book. La Fig. 1 mostra la vista del modello 3D della lama. La Fig. 2 mostra la velocità triangolo ingresso delle lame. In base alle esigenze i calcoli sono stati realizzati e utilizzando il software CATIA V5R20 il design delle pale richiesto è stato creato. Le ipotesi utilizzate per il calcolo del triangolo velocitànella lama progettata erano come angolo di pala, (b) 155, angolo di ugello, (a) 20, velocità del getto di ingresso, (v) 500 m/s, la velocità della lama, (u ) 250 m/s, portata massica, (m) 100 kg/s, diametro della turbina, (D) 2 m, altezza delle lame, (h) 0,03 m.

3. results e discussione

3.1. \\ risultatin Experimental

   I varie prove meccaniche sono state effettuate sulla trattati termicamente enon \\ materiale Monel trattatonheat analizzare e confrontare l'effetto del trattamento termico sulla diversa meccanica - behaviour del campione. I risultati del confronto di prova di durezza Rockwell, prova d'urto Charpy, test di usura, test di torsione e test di trazione sono stati DETAGLI riportatenelle seguenti tabelle 1-5. La prova di durezza di Rockwell indica chiaramente che la durezza del provino temprati ha mostrato un miglioramento del 25% rispetto alnonesemplare spento. La durezza del campione temprati viene ridotta fino 10,92%nel mezzo di raffreddamento basato soluzione di salenitrato di sodio. I risultati dei test di usura del campione temprati hanno mostrato riduzione del 27%nel tasso di usura rispetto al campionenon temprati. La coppia massima richiesta per rompere campione temprati è 12,06% in più rispetto provinonon indurita, che indica che il campione temprati possiedono più alto modulo di taglio del provinonon indurita. Dal rapporto di prova di trazione è chiaro che il trattato termicamente in lega possiede 13,27% maggiore resistenza Ultimate e rendimento rispetto il campionenon temprati. Il trattamento termico ha anche mostrato riduzione del 8,57%nella proprietà duttile dei campioni.-

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