Mhando dzeSimbi Dzinodzivirira Kupisa Dzinoshandiswa muJet Injini
Injini dzejeti dzinoshanda munzvimbo dzakaoma zvikuru. Kupisa kwegasi rinoburitsa mvura muchikamu cheturbine kunogona kudarika 1.000°C, nepo zvikamu zvichifanira kuramba zvakasimba kana paine zvinhu zvakawanda zvinotenderera, kumanikidzwa kwakanyanya, uye kusangana neoxidation uye ngura kubva kumagasi anopisa. Saka, kusarudza simbi yeinjini yejeti hakusi kungo "sanyunguduka," asiwo kuchengetedza simba remakanika pakupisa kwakanyanya, kuramba kukambaira, kuneta kwekupisa, uye kuora kwenzvimbo. Chinyorwa chino chinokurukura mhando dzesimbi dzisingapisi dzinowanzoshandiswa mumainjini ejeti uye zvikonzero zvehunyanzvi zvekusarudzwa kwadzo.
1. Ma superalloy akagadzirwa ne nickel
Ma superalloy akagadzirwa ne nickel ndiwo "nyeredzi" dzenzvimbo inopisa yeinjini dzejet, kunyanya ma turbine blades, vanes, uye mamwe ma disc. Ma alloys aya akagadzirwa kuti arambe akasimba pakupisa kwakanyanya kunosvika pamiganhu yesimbi dzekuvaka.
Sei nickel iri nani? Nickel ine chimiro chekristaro chakasimba pakupisa kwakanyanya uye inogona kusanganiswa nezvimwe zvinhu kuti iwedzere simba. Kusimbaradzwa kukuru kunowanzobva ku gamma-prime (γ') phase precipitates, kazhinji zvichibva paNi₃(Al,Ti), iyo inodzivirira kufamba kwe dislocation, zvichiita kuti zvinhu zvirambe zvakasimba pakupisa kwakanyanya.
Mienzaniso ye alloys uye mashandisirwo:
– Inconel 718: Inoshandiswa zvakanyanya pazvikamu zve compressor back, ma casing, uye zvimwe zvikamu zve turbine nekuda kwesimba rayo guru uye nyore kugadzira, kunyangwe tembiricha yayo yekushanda yakaderera pane ye turbine superalloys yemazuva ano.
– Rene, CMSX, uye single-crystal alloys: Pama turbine blades ekutanga, superalloys dzakagadzirwa ne directional solidification kana single-crystal technology dzaiwanzo shandiswa. Chimiro che single-crystal chinoderedza miganhu ye grain, nokudaro zvichiwedzera zvakanyanya creep uye thermal fatigue resistance.
Zvakawandisa:
- Yakasimba pakupisa kwakanyanya
- Inodzivirira kuneta uye kuneta kwemuviri
- Inogona kusanganiswa nejira rinodzivirira oxidation
Kekurangan:
- Inodhura uye yakaoma kugadzirisa
– Kuwanda kwemafuta (kurema)
- Inoda matekiniki akaomarara ekukanda uye kudzora mhando
2. Ma superalloy akagadzirwa neCobalt
Masuperalloy anobva kuCobalt anoshandiswawo munzvimbo dzinopisa, kunyange hazvo kushandiswa kwawo kazhinji kushoma pane nickel. MaCobalt alloys anowanzova nekudzivirira kupisa uye kusakara zvakanaka, zvichiita kuti akwanise zvimwe zvinhu zvakaita sema combustor liners, nozzle guide vanes, kana zvikamu zvinogona kukweshana zvakanyanya uye kuoxidation.
Hunhu hukuru:
- Inodzivirira oxidation uye kupisa ngura
– Yakagadzikana pakupisa kwakanyanya pasi pemamwe mamiriro ezvinhu
- Zviri nani kuramba kupfeka mune mamwe maapplication
Zvakakosha: Magadzirirwo mazhinji einjini dzejeti dzemazuva ano anoshandisa nickel superalloys pakupisa kwakanyanya, nepo cobalt ichishandiswa kana zvinhu zvepamusoro, kuramba ngura, kana zvimwe zvinodiwa zvakakosha.
3. Zviumbwa zveTitanium (zviumbwa zveTitanium)
Titanium inozivikanwa nehukuru hwayo hwesimba-kuhuremu. Mumainjini ejeti, titanium inoshandiswa zvakanyanya muzvikamu zvinopisa zvishoma pane maturbine, zvakaita semafeni, macompressor ekutanga kusvika pakati, uye zvivakwa zvinotsigira.
Miganhu yekupisa: Titanium alloys inowanzo shanda zvakanaka kusvika pa300–600°C (zvichienderana nerudzi rwe alloy nemamiriro ayo), saka hadzishandiswe padivi rinopisa re turbine. Zvisinei, nekuti compressor inosanganawo nekupisa kwakanyanya, titanium ichiri kuita basa rakakosha mukuderedza huremu hwese hweinjini.
Muenzaniso: Ti-6Al-4V ndeimwe yetitanium alloys dzakakurumbira muindasitiri yendege, kunyanya kune zvikamu zvecompressor uye maumbirwo anoda kureruka asi simba.
Zvakawandisa:
- Rakareruka, rakasimba, uye rinodzivirira ngura
- Inoderedza kutenderera kwehuwandu saka kushanda zvakanaka kunowedzera
Kekurangan:
- Hazvina kukodzera nzvimbo dzinopisa dze turbine
– Inogona kusangana nekuora/kuodzwa kwezvimiro kana muganho wekupisa kwedhizaini ukadarika.
4. Simbi isingapisi uye simbi isingapisi (Simbi dzisingapisi uye simbi dzisingapisi)
Simbi isina ngura uye simbi yesimbi inodzivirira kupisa zvinoshandiswa muzvikamu zveinjini yejet zvinoda kuramba kuoxidation uye simba riri pakati nepakati, pamwe nekuchengetedza mari kupfuura superalloys.
Aplikasi umum:
- Mamwe macasing, mapaipi, zvisungo, uye zvinhu zvinotsigira
– Chikamu cheutsi kana chimiro chekunze chine tembiricha yakaderera pane turbine yepakati.
Zvakawandisa:
- Yakachipa uye iri nyore kugadzirisa
- Kuramba ngura kwakanaka (zvichienderana negiredhi)
Kekurangan:
– Simba rekupisa kwakanyanya uye kuramba kukambaira kazhinji hazvina kunaka pane superalloys.
- Hazvina kukodzera zvikamu zve turbine zvepakutanga
5. Ma alloys akavakirwa pa nickel-iron uye ma alloys akakosha (semuenzaniso Incoloy)
Pamusoro pe nickel superalloys chaiyo, kunewo nickel-iron alloys inoshandiswa kuwana chiyero pakati pekudzivirira kupisa, simba, kudzivirira ngura, uye kugona kugadzira. Alloys dzakadai seIncoloy dzinowanzo shandiswa muzvikamu zvinoda kudzivirira ngura ye oxidation/thermal asi dzisingapinzwe mukupisa kwakanyanya.
Basa muinjini dzejeti:
- Zvinhu zvakakomberedza imba yekubatidza kana mimwe migero yegesi inopisa
- Zvikamu zvinoda kugadzikana kwehukuru uye kuramba kuoxidation
6. Tantalum, molybdenum, uye tungsten (simbi dzinodzivirira ngura)
Simbi dzinoramba dzichishandiswa setungsten (W), molybdenum (Mo), uye tantalum (Ta) dzine nzvimbo dzakanyanya kunyunguduka. Mupfungwa, dzinokwezva zvikuru munzvimbo dzinopisa. Zvisinei, mumainjini ejeti anoshanda, kushandiswa kwadzo kunogumira pane zvimwe zvipingamupinyi: kuwanda kwakanyanya (kunyanya kune tungsten), kuoma kwekugadzira, uye kukanganiswa neoxidation pakupisa kwakanyanya pasina dziviriro yakakosha.
Kushandiswa kushoma:
– Dzimwe nguva sechinhu chinoshandiswa mu superalloys kuwedzera simba rekupisa kwakanyanya.
- Mashandisirwo akakosha pane zvimwe zvikamu, tsvakurudzo yezvinhu, kana zvikamu zvinoda kudzivirira kupisa kwakanyanya munzvimbo inodzorwa.
Nemamwe mashoko, simbi dzinoramba dzisiri chinhu dzinowanzo "vapo" kwete sechinhu chikuru chezvinhu zvikuru, asi sezvinhu zvinosimbisa mu alloys dzemazuva ano.
7. Kuputira Zvipingamupinyi zveThermal (TBC) uye masisitimu
Kunyange zvazvo zvisiri "simbi dzepasi," hapana hurukuro pamusoro pesimbi dzisingapisi dziri mumainjini ejeti ingave yakakwana pasina kutaura kuti zvikamu zvinopisa zvinowanzo shandiswa pakuputira. Mapazi mazhinji eturbine anogadzirwa kubva ku nickel superalloys achishandisa:
– Bond coat (semuenzaniso MCrAlY, apo M = Ni/Co) yekudzivirira oxidation
– Zviumbwa zveTBC (semuenzaniso zirconia/YSZ yakagadzika yttria) kuderedza tembiricha yesimbi yepasi
Kusanganiswa kwema superalloys, kutonhora kwemukati, uye ma coatings zvinobvumira kupisa kwakanyanya kwegasi rinoshanda kupfuura simbi chete. Iyi inzira huru yekuvandudza kushanda zvakanaka kwemainjini ejeti emazuva ano.
8. Zvinodiwa pakusarudza simbi dzisingapisi dzemainjini ejeti
Mukugadzira injini yejeti, "kudzivirira kupisa" zvinoreva kusangana nezvinodiwa zvakasiyana panguva imwe chete:
1. Simba rekupisa kwakanyanya: Harirasi simba zvakanyanya kana richipisa.
2. Kuramba kutsvedza: Kukwanisa kutsungirira kushanduka-shanduka zvachose kana kuri mutoro wenguva refu pakupisa kwakanyanya.
3. Kuramba kuoxidation uye kupisa: Hakukurumidzi kuora nemhepo inopisa.
4. Kuramba kuneta nekupisa: Kukwanisa kutsungirira kutonhora nekupisa kakawanda.
5. Kugona kugadzira nekugadzirisa: Kunogona kuumbwa, kuumbwa, kusungirirwa/kugadziriswa, uye kudzorwa kwemhando.
6. Huremu nemutengo: Zvakakosha zvikuru pakushanda zvakanaka uye kuchengetedza mari.
Mhedziso
Simbi dzisingapisi dzinoshandiswa muinjini dzejeti hadzisi dzerudzi rumwe chete, asi muunganidzwa wezvinhu zvakasarudzwa zvichienderana nenzvimbo dzekupisa uye mabasa. Masuperalloy akavakirwa panickel anotonga nzvimbo dzinopisa zvikuru, senge maturbine, nekuda kwesimba rawo repamusoro-soro rekupisa uye kuramba kukwira, nepo cobalt superalloys ichishandiswa mune mamwe mashandisirwo anoda kupisa nekurasika. Titanium inosarudzwa kune macompressor nezvikamu zvinotonhorera nekuti yakareruka asi yakasimba, nepo simbi dzisingapisi nenickel-iron alloys dzichigadzirisa zvinodiwa mumhando yekupisa iri pakati nepakati nemutengo uri nani uye nyore kugadzira. Pamusoro pezvose, machira ekudzivirira kupisa uye magadzirirwo ekutonhodza imhando yekubatanidza inodiwa iyo inogonesa mainjini ejeti emazuva ano kushanda pakupisa kwakanyanya kwegesi.
Kana muchida, ndinogona kugadzirisa chinyorwa chino kuita shanduro yehunyanzvi (nemienzaniso yezvikamu zvakananga pachikamu chimwe nechimwe: fan–compressor–combustor–turbine–exhaust) kana shanduro iri nyore kune muverengi wese.
