EN
Inconel қорытпасы күрделі турбина ауырлықтарының пішіндеріне ұқсатылуы мүмкін бе?
Инженерлер мен сатып алу топтары инконель құймасын күрделі түрбина ауырлығы пішіндеріне құюға болатынын сұраса, қысқа жауап: иә, бірақ осы жауапқа контекст қажет. Дәл құйма өндірушісінің көзқарасынан алғанда, пайдалы сұрақ: күрделі инконель ауырлығы геометриясы үшін құю қандай шарттарда дұрыс процес болып қала береді және ол қай жерде практикалық шектеріне жетеді?
Инконель – бір ғана құйма емес. Осы отбасына инконель 718 және инконель 625 сияқты маркалар кіреді; әрқайсысы әртүрлі жұмыс температуралық мүмкіндіктері мен құю әрекеттеріне ие. Көбінесе компрессорлық сатыдағы түрбина ауырлығы қолданыстары үшін инконель 718 негізгі таңдау болып табылады; ол шамамен 704°C (1300°F) дейін пайдалы созылу беріктігін сақтайды. Инконель 625 бұл диапазонды шамамен 982°C (1800°F)-қа дейін кеңейтеді, бұл материалды құю процесінің жобасын әлдеқайда қиынға айналдыратын аймаққа шығарып тастайды.
Niye Inconel qorыtmalary turbyna aýyrylғan qanatšalarynyń qolданysyna arnalғan?
Gaz turbynasynyń gaz žoly kompressor men turbyna qanatšalarynyñ centrge težyliw kүshterine, jylylyq cyklaryna žane korroziyalıq otý gazyna ðýkysy beredi. Bular Inconel qorыtmalarynyñ ðyzmet etuwi ðýzdetilgen dæl šarttar. Olardyñ nikel-xrom negizindegi quramy, Inconel 718 halında niobiyga negizdelgen šöktirme elementteri menen kүshtendirilgen, kөpšiliktegi ruzғymdyq polosalar men titandıq qorыtmalarğa qaraғanda jоғarı temperaturada sızylу, cyklдыq mäyilіm keširiwi žane oksidten qorғanу qasietlerin beredi.
Bul materialdyq artysqa qarsy törmeni bar: Inconel qorыtmalary titannan žane ruzғymdyq polosadan islenуi qyyn, al Inconel dövirmeli öndirisiw basqa aerokosmik metallardan gөra zorıq process kontrolı talap etedi. Kalıp tyrnysuy jyldamyrı jоғarı, dövirmeli öndirisiw temperaturasy terenzesi tari, al jylytqanda dän quramy turbyna aýyrylғan qanatšalar üšin talap etiletugyn mehanikalyq qasietlerdi alу üšin dikkatpen bасqarılуı kerek.
Турбина ауырлықтарын штамптауда «күрделі пішін» деген не?
Турбина ауырлығы — бұл қарапайым призматикалық профиль емес. Аэродинамикалық бөлім — алдыңғы шеттің радиусы, иілу сызығы, артқы шеттің қалыңдығы және хорда ұзындығы, олар нақты дизайн допустимілеріне сай болуы керек. Ауырлық бөлігінің өзінен басқа, көптеген компрессорлық және турбиналық желілерде ағаш тәрізді немесе құйық тәрізді тірек профилдері, платформа геометриясы және кейбір дизайнерлік шешімдерде шауд немесе ұш құрылымдары болады.
Турбина ауа қанатының күрделі пішінді штампын жасау — бұл барлық геометриялық сипаттамаларды (немесе оларды толықтай өңдеу үшін қажетті жақын-жетілдірілген шикізатты) бір немесе көп сатылы штамп жиынтығында өндіру. Күрделілік тек ауа қанатының контурында емес, сонымен қатар көптеген айналмалы қанаттардың конструкциясына тән үш өлшемді бұралу, жіңішкеру және түбінен ұшына дейінгі өту процесінде де көрінеді.
Ауа қанатының толеранциясын тарылту әдетте жақсы деп саналады — немесе кемінде, бұл интуитивті болжам. Іс жүзінде операциялық тұрғыдан маңызды болып табылатыны — бұл өңдеуге дейін штампталған профильдің дизайндық шекарасына қаншалықты жақын болуы. Соңғы ауа қанаты пішінінен 0,1–1 мм ауытқуға дейін дәлдікпен штампталған бұйым кейінгі CNC өңдеу кезінде материалдың алыну көлемін азайтады, бұл толық өндірістік шығындарды тікелей төмендетеді және көп мөлшерде шикізат алынған кезде геометриялық қателіктердің пайда болу қаупін азайтады.
Күрделі Inconel турбина ауа қанаты геометриялары үшін штамптау мен құю
Бұл жерде көптеген техникалық талқылаулар ыңғайлы болу үшін ықшамдалады. Күрделі турбина ауырлықтарының геометриясы үшін шынықтыру мен инконельді шынықтыру бір-бірімен ауыстырылмайтын процестер. Әрқайсысының құрылымдық артықшылығы бар.
Шынықтыру жұмыс істейтін дән құрылымын жасайды, оның механикалық қасиеттері жүктеме бағытымен бағытталған. Циклдық жүктеме кезіндегі циклдық қаттылыққа төзімділік — компрессор пышақтары үшін негізгі зақымдану режимі болғандықтан, бұл дән бағыты құнды. Ал шынықтыру керісінше, ішкі геометриясы күрделірек (қуыс өткелдер, пленкалық салқындату тесіктері) бөлшектерді жасауға мүмкіндік береді, ал бұларды шынықтыру арқылы жасау қиын немесе мүмкін емес. Сондықтан 982°C-тан жоғары температурада жұмыс істейтін ыстық бөлімдегі турбина пышақтары негізінен шынықтырылады, шынықтырылмайды.
Төмен температурада жұмыс істейтін және ішкі суыту өткелдерін талап етпейтін компрессор сатысының турбина ауырлықтарын күрделі пішінде басып шығару үшін дәлдікпен басып шығару техникалық тұрғыдан орындалуы мүмкін және құрылымдық тұрғыдан ұсынылады. Сұрақ мынаған айналады: берілген тәжірибелік құрылғының қалыптың дизайнын жасау қабілеті, басып шығару пресінің қуаты және процесті бақылау қабілеті ауырлықтың қажетті геометриясын рұқсат етілген ауытқу шегінде, соңғы өңдеусіз алуға жеткілікті ме?
Дәлдікпен Inconel басып шығару арқылы қандай пішіндер алуға болады?
Процесс қабілеті тұрғысынан алғанда, дәлдікпен қалыпта басып шығару турбина ауырлықтарының профилін қамтиды, мысалы:
- Алдыңғы және артқы шеттердің геометриясы бар толық ауырлық бөлігі
- Басып шығару бұрышын бақылаумен қосылатын тіркеме элементтері (тісті, шырша тәрізді)
- Ауырлық бөлігіне іргелес орналасқан платформа элементтері
- Қанаттың бойы бойынша бұралған және конусты профильдер
Inconel қорытпасынан күрделі пішіндерді шойындау үшін процесті бақылау талаптары оңай емес. Мысалы, Inconel 718 үшін шойындау температуралық терезесі әдетте 954°C–1121°C (1750°F–2050°F) аралығында болады. Бұл терезеден тыс шойындау — температура тым жоғары немесе тым төмен болса — дән өсуіне әсер етеді және кейінгі жасыру жылумен өңдеу кезінде қол жеткізілетін механикалық қасиеттерге зиян келтіруі мүмкін.
Өндірушілер аз толтырумен шойындау процестерін әзірлеген жағдайда, соңғы ауа профиліне қосылатын материалдық қор 0,1–1 мм шегінде ұсталады. Бұл әдеттегі шойындау әдісімен салыстырғанда тиімдірек: онда 3–5 мм немесе одан да көп толтырулар әдетте қолданылады. Аз толтыру шикізаттың тұтынуын азайтады, өңдеу циклының уақытын қысқартады және дайын турбина ауа профилінің өлшемдік болжануын жақсартады.
Күрделі турбина ауырлықтарын өндіруге арналған дәлдік шойындау құрылғысын бағалау
Спецификация парағындағы материал сортамасы — мысалы, AMS 5662 бойынша Inconel 718 — қажетті бастапқы нүкте болып табылады, бірақ ол берілген жеткізушінің сіздің қажетті күрделі ауырлық геометриясын рұқсат етілген шектерде шын мәнінде өндіре алатыны туралы аз ғана ақпарат береді. Өлшемдік ақауларды анықтау үшін келетін тексерудің тиімділігі төмен, өйткені алдын ала жеткізушінің қарастырылып отырған профиль бойынша ресми түрде расталған өндірістік қабілеті бар екендігін тексеру тиімдірек.
Турбина ауырлықтарының күрделі пішінін шойындау үшін негізгі бағалау критерийлеріне өлшемдік қабілеттіліктің ресми расталуы (ауырлықтың көлденең қимасының сәйкестігін көрсететін ККМ немесе 3D сканирлеу есептері), белгілі түбір геометриясы үшін қалып дизайны тәжірибесі, Inconel сортамасының спецификациясына сәйкес жылу өңдеуін бақылау жазбалары және әрбір жеткізу партиясы үшін жылулық партияның ізін қадағалау кіреді.
MRO және электр энергиясын өндіру операторлары үшін ауа қанаттарының альтернативті немесе алмастырушы нұсқаларын таңдаған кезде бұл — күрделі пішіндегі соғу талаптары үшін тұтынушыны растау алдында тек материалдың сертификаттарын емес, сонымен қатар өндірістік қабілеттілік туралы деректерді сұрауды білдіреді.
Қорытынды
Inconel қорытпаларын күрделі турбиналық ауа қанаттарының пішіндеріне дәл соғу арқылы жасауға болады; бұл процестің іске асуы қорытпаның маркасына, жұмыс температурасының диапазонына және ауа қанатының конструкциясында ішкі суыту элементтері қажет пе екеніне байланысты. Inconel 718 немесе 625 қорытпаларының қызмет көрсету шегінде жұмыс істейтін компрессорлық сатылардың қанаттары мен турбиналық ауа қанаттары үшін ішкі каналдары жоқ жағдайда дәл Inconel соғуы өндірілген дән құрылымының артықшылықтарын береді, ал бұл құймада қол жеткізілмейді.
Жақсы орындалған күрделі пішіндегі соғу процесінің практикалық нәтижесі — газ турбинасын сапаға сәйкестендіру талаптарын қанағаттандыратын толық қадағалау мүмкіндігі мен өлшемдік құжаттамасы бар, турбиналық ауа қанатының бастапқы заготовкасы, оның әрі қарай өңдеуге сирек қажеттілігі бар.