टरबाइन ब्लेड के लिए वास्तविक दुनिया की TMF स्थितियों का अनुकरण करने के लिए कौन से परीक्षण उपयोग किए...

समर्पित TMF रिग परीक्षण

प्रत्यक्ष अनुकरण के लिए प्राथमिक विधि विशेष थर्मो-मैकेनिकल फटीग (TMF) रिग परीक्षण है। एक परीक्षण नमूने या एक उप-स्केल घटक को स्वतंत्र, समकालिक यांत्रिक विकृति और तापमान चक्रों के अधीन किया जाता है। महत्वपूर्ण रूप से, तापमान और विकृति चक्रों के बीच के चरण कोण को सेवा की स्थितियों को दोहराने के लिए नियंत्रित किया जाता है—सामान्य पैटर्न में ब्लेड के लिए इन-फेज (अधिकतम तन्य विकृति के साथ अधिकतम तापमान) और अन्य घटकों के लिए आउट-ऑफ-फेज चक्र शामिल हैं। परीक्षण रिग तेजी से तापमान परिवर्तन के लिए प्रेरण तापन और यांत्रिक लोडिंग के लिए एक सर्वो-हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर का उपयोग करता है, जो क्षणिक स्थितियों के तहत सिंगल-क्रिस्टल सुपरएलॉय जैसी सामग्रियों के तनाव-विकृति प्रतिक्रिया का सटीक अनुकरण करता है।

यांत्रिक लोडिंग के साथ बर्नर रिग परीक्षण

एक अधिक एकीकृत पर्यावरणीय और यांत्रिक अनुकरण के लिए, बर्नर रिग परीक्षण का उपयोग किया जाता है। एक दहनकर्ता ब्लेड या कूपन को उच्च-वेग, ईंधन-समृद्ध गर्म गैसों के संपर्क में लाता है, जिससे यथार्थवादी तापमान प्रवणता और ऑक्सीकरण/गर्म जंग की स्थितियां बनती हैं। उन्नत बर्नर रिग में केन्द्रापसारक और झुकने वाले तनावों को अध्यारोपित करने के लिए यांत्रिक लोडिंग प्रणालियां शामिल होती हैं। यह संयुक्त परीक्षण आधार मिश्र धातु और उसके थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC) के सहक्रियात्मक क्षरण का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण है, उन स्थितियों के तहत जो एयरोस्पेस इंजन के संचालन का निकटता से अनुकरण करती हैं, जो कोटिंग स्पॉलेशन और अंतर्निहित सामग्री की थकान पर डेटा प्रदान करता है।

परीक्षण के बाद सत्यापन और सामग्री विश्लेषण

TMF या बर्नर रिग परीक्षण के बाद, सिमुलेशन मॉडल को मान्य करने और विफलता तंत्र को समझने के लिए व्यापक सामग्री परीक्षण और विश्लेषण किया जाता है। इसमें धातुकर्मीय खंडन शामिल है ताकि दरार आरंभ स्थलों (अक्सर छिद्रों पर, जिन्हें समाप्त करने का लक्ष्य HIP उपचार रखता है) की जांच की जा सके, फ्रैक्चर सतहों और ऑक्साइड स्केल मोटाई का विश्लेषण करने के लिए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM), और नरमी या उम्र बढ़ने का पता लगाने के लिए माइक्रो-हार्डनेस मैपिंग। इस डेटा का उपयोग जीवन भविष्यवाणी मॉडल को कैलिब्रेट करने और पूर्व हीट ट्रीटमेंट प्रक्रियाओं की प्रभावकारिता को सत्यापित करने के लिए किया जाता है।

घटक-स्तरीय थर्मोमैकेनिकल परीक्षण

अंतिम डिजाइन सत्यापन के लिए, पूर्ण-स्केल या निकट-पूर्ण-स्केल ब्लेड उन परीक्षण रिगों में घटक-स्तरीय थर्मोमैकेनिकल परीक्षणों से गुजरते हैं जो एक टरबाइन चरण के तापीय और दबाव वातावरण का अनुकरण करते हैं। ये जटिल रिग गर्म, दबावयुक्त हवा का उपयोग करते हैं और घटक को घुमा सकते हैं ताकि केन्द्रापसारक तनाव प्रेरित किया जा सके, जबकि गर्म गैस प्रवाह के माध्यम से तापीय चक्र लागू किए जाते हैं। हालांकि महंगे, वे एकीकृत स्थितियों के तहत एक ब्लेड के TMF प्रदर्शन का सबसे अधिकारिक प्रमाण प्रदान करते हैं, जो पावर जनरेशन और विमानन में प्रमाणन के लिए महत्वपूर्ण है।

कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन के साथ एकीकरण

भौतिक परीक्षण हमेशा उन्नत कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन के साथ जोड़ा जाता है। इंस्ट्रूमेंटेड परीक्षणों से डेटा—जैसे कि स्ट्रेन गेज और पाइरोमीटर रीडिंग—का उपयोग फाइनाइट एलिमेंट एनालिसिस (FEA) मॉडल को परिष्कृत करने के लिए किया जाता है। इन मान्य मॉडलों के बाद परिणामों को संचालन स्थितियों और डिजाइन विविधताओं की एक व्यापक श्रृंखला तक एक्सट्रपलेट किया जा सकता है, जिससे आवश्यक भौतिक परीक्षणों की कुल संख्या कम हो जाती है। यह एकीकृत दृष्टिकोण सुनिश्चित करता है कि ब्लेड डिजाइन, इक्विएक्स्ड से लेकर सिंगल क्रिस्टल तक, इंजन सेवा में प्रवेश करने से पहले TMF के खिलाफ मजबूत हों।