תיקון מדויק של להבי גביש בודדים של טורבינת גז: המפתח לשיפור הביצועים והאמינות
ההתקדמות בטכנולוגיית להבי טורבינה הגדילה את העלות של רכיבים חדשים. העלות של להב קריסטל בודד היא פי שניים עד שלוש מזו של להב יצוק קונבנציונלי בגודל ומורכבות דומים. העלות הגבוהה של רכיב קריסטל בודד יכולה לתמרץ את הבעלים למקסם את חיי השירות של הרכיב.
כפתרון להפחתת עלות החלפת רכיבים, חברתנו יצרה תהליכים שנועדו להאריך את חיי הרכיבים. תהליך אחד כזה הוא טיפול בחום מתחדש בפתרון מלא (FSR). FSR משחזר את המיקרו-מבנה והתכונות המכניות של הסגסוגת למצב חדש. הבעיה העיקרית של טיפול בחום של סגסוגת גביש בודדת FSR היא היווצרות של גרגרים מגובשים מחדש על פני השטח עם לחץ שיורי. זהו סיכון בהתחשב בתכולה הנמוכה של תוספי סגסוגת מחזקת גבול גרגר בסגסוגות של גביש יחיד. התגבשות מחדש ו/או גרגירים תועים בסגסוגות גבישיות בודדות מביאות להפחתת חיי העייפות וחוזק שבירת מתח בטמפרטורות גבוהות. כתוצאה מכך, הם נבדקים על ידי היצרן המקורי ונדחים. זה אחד הגורמים לעליית המחיר של יציקות קריסטל בודדות!
החברה שלנו ערכה תיקון ניסוי כדי להעריך עוד יותר את ההיתכנות של טיפול בחום FSR של להבי טורבינת גביש בודדים, שבמהלכו היה חיוני להבטיח שהמשטחים הקריטיים של הלהבים לא יעברו דפורמציה פלסטית כדי למנוע התגבשות מחדש לאחר מכן. בנוסף, יש צורך להשתמש בשיטות בדיקה יעילות לא הרסניות לבדיקת התגבשות מחדש של משטחים קריטיים. תיקון הדגמה וניתוח הרסני בוצעו באמצעות להב טורבינה של סימנס SGT-100 HP המורכב מסגסוגת CMSX-4 יחיד קריסטל, כפי שמוצג באיור 2. הלהבים פעלו במשך 28,{{5} } שעות. לאחר תיקון אחד, הוא פעל עוד 12,000 שעות. זמן השירות הכולל הוא 36,000 שעות וה-OEM מודיע למפעיל שפג תוקף החלק!
להב מייצג בקבוצה עבר בדיקה הרסנית במצב "כשהתקבל" כדי לקבוע קו בסיס של תנאים מתכתיים. חמשת הלהבים הנותרים זקוקים לתיקון, כולל:
הסרת ציפוי
זיהוי גודל וחדירה
טיפול בחום לחידוש פתרון מלא
החלף ציפוי פלטינה אלומינט חיצוני
להב מייצג בקבוצה עבר בדיקה הרסנית במצב "כשהתקבל" כדי לקבוע קו בסיס של תנאים מתכתיים. חמשת הלהבים הנותרים זקוקים לתיקון, כולל:
מיקרוסקופ אלקטרוני סריקה של סגסוגות בסיס (צורת גמא)
בדיקת שברי מאמץ של דגימות מיקרו-לוחות שנלקחו מלוחות אוויר
בדיקה מיקרוסקופית של משטחים פנימיים וחיצוניים.
המשטח החיצוני של ציר האוויר מכיל ציפוי פלטינה אלומיניזציה, כפי שמוצג באיור. למרות שהציפוי נצרך חלקית, הוא סיפק הגנה יעילה למרווחי שירות קודמים, שכן לא נצפה נזק לסגסוגת הבסיסית.
משטח גלגל אוויר פנימי לא מצופה, איור 3 מימין. חמצון קל של סגסוגת הבסיס נצפה על פני השטח הפנימי עם עומק חדירה של<25 microns (0.001 in).
לאחר הסרת הציפוי, העלים נבדקים לאיתור סדקים או פגמים חשופים על ידי בדיקת חדירה פלורסנט (FPI). לא נמצאו סימנים.
הבדיקה קבעה שהעלים הללו היו חפצים טובים לתיקון. טכנולוגיית אולטרסאונד משמשת למדידת עובי הדופן.
לאחר טיפול בחום FSR, הגרגירים שהתגבשו מחדש באזורי המפתח של הלהבים נבדקו באופן לא הרסני על ידי תחריט כימי. בארבעה מתוך חמשת הלהבים, גרגרים מגובשים מחדש מופיעים באזורי מפתח (דוגמה מוצגת באיור 4).
בדיקה הרסנית אישרה שעומק ההתגבשות של להב אחד לפחות חורג מהמגבלה הניתנת לשימוש (לא כל אזורי ההתגבשות הושמדו).
בהתבסס על ממצא זה, הוגשו עוד 12 להבים בסוף החיים לניתוח נוסף. הקבוצה מורכבת משבעה להבים מאותה קבוצת בדיקה ראשונית של שישה להבים וחמישה להבים מקבוצות להבים שונות. כל הלהבים תוקנו, כולל הסרת ציפוי ותהליך טיפול בחום FSR, ולאחר מכן בדיקת תחריט מקרוסקופית של הגרגירים המתגבשים מחדש.
בכל העלים היו בתחילה כמה גרגירים שהתגבשו מחדש בדרגות שונות באזורי המפתח. הלהב עובר מחזור של הסרת גרגרים מכנית ובדיקה חוזרת עד לסילוק הגרגרים המתגבשים מכל האזורים הקריטיים. לבסוף, בוצעה בדיקה הרסנית של שמונת הלהבים (חמישה בקבוצה של שבעה ושלושה בקבוצה של חמישה) כדי לאמת את תוצאות הבדיקה ולהעריך את עובי הדופן הנותר. כל שבעת הלהבים של הקבוצה הראשונה נמצאו בגבולות התחזוקה, וארבע חמישיות מהלהבים של הקבוצה השנייה נמצאו בגבולות התחזוקה.
