تمديد عمر پره هاي مستعمل توربين با اعمال فشار هيدرو استاتيك گرم

Rejuvenation of serviced-exposed turbine blades by application of warm hydro static pressure

امروزه بهبود ريزساختار پره هاي نو ريخته ي توربين با اعمال فشار يكنواخت در درجه حرارت هاي بالا، به عنوان يكي از مراحل توليد آن ها، مرسوم است. اجراي اين عمليات در مورد پره هاي مستعمل نيز مي تواند به واسطه ي بستن و جوش دادن حفرات خزشي و ريزترك ها، در تمديد عمر پره ها موثر باشد. با توجه به كمبود اطلاعات موجود، در اين تحقيق تلاش شده است با ايجاد شرايط مشابه، به مطالعه تجربي فرآيند پرداخته شود. براي اين منظور، ابتدا يك فيكسچر اندازه گيري مخصوص طراحي و ساخته شد. سپس ديسكي حاوي 75 پره ي رديف اول توربين قدرت رستون روي آن تحت اندازه گيري طولي قرار گرفتند و از بين آن ها، شش پره با بيشترين ميزان خزش طولي انتخاب شدند. در مرحله ي بعد، مخزن تحت فشار و دماي بالا و نيز كوره مورد نياز براي آزمون ها تهيه و تنظيم شدند. سپس نمونه ها به مدت هشت ساعت، در معرض فشار 150 بار و دماي 380 درجه سانتي گراد قرار گرفتند. بررسي هاي متالوگرافي نشان داد پس از اجراي اين عمليات، درصد فازγ ^'' در نواحي مختلف ايرفويل حدوداً 25% افزايش يافته و سختي در اين نواحي حداكثر 7% درصد بيشتر شده است كه با توجه به شرايط اجرا، مويد فعال بودن مكانيزم هاي بهبود ريزساختار مي باشد. همچنين با استفاده از داده هاي تجربي و روابط مانكمن-گرانت و پارامتر لارسون-ميلر پيش بيني مي شود عمر خزشي اين نوع پره ها حدوداً هشت هزار ساعت افزايش مي يابد

Currently, improving microstructure of new casted turbine blades by applying uniform pressure at high temperatures is considered as one of the common steps in their production. The operation performed on the serviced-exposed blades can be effective in extending the blade lifetime through the closing and welding of creeping cavities and micro cracks. Due to the lack of adequate existing information, the present study attempts to create the same conditions by studying the experimental process. For this purpose,at first, a special measuring fixture was designed and fabricated. Then, a disc containing 75 first-row blades of the Ruston power turbine was measured on longitudinal direction, and six of them were selected with the highest longitudinal creep. In the next step, the pressure and high temperature tank as well as the furnace needed for the tests were prepared and adjusted. The samples were then subjected to a pressure of 150 bar and a temperature of 380 ° C for eight hours. Metallographic studies showed that the percentage of 􀢽′ phase in various areas of airfoil increased by about 25%, and the hardness in these areas was increased by a maximum of 7%, which, according to the operating conditions, indicated that the mechanisms for improving the microstructure were active. Using the experimental data and the Monkman-Grant relationships and the Larson-Miller parameter, it is expected that the creep life of this blades will increase by about eight thousand hours.