Noocyada Biraha Kuleylka u adkaysta ee loo Isticmaalo Matoorada Jet-ka
Matoorada diyaaradaha waxay ku shaqeeyaan jawi aad u adag. Heerkulka gaaska qiiqa ee qaybta marawaxadaha wuxuu dhaafi karaa 1.000°C, halka qaybaha ay tahay inay ahaadaan kuwo adag marka ay jiraan culaysyo wareeg oo sarreeya, cadaadis sare, iyo soo-gaadhista oksaydheynta iyo daxalka ka yimaada gaasaska kulul. Sidaa darteed, doorashada birta matoorka diyaaradaha ma aha arrin "aan dhalaalayn," laakiin sidoo kale waa in la ilaaliyo xoogga farsamada heerkulka sare, iska caabbinta gurguurta, daalka kulaylka, iyo burburka dusha sare. Maqaalkani wuxuu ka hadlayaa noocyada biraha u adkaysta kulaylka ee badanaa loo isticmaalo matoorada diyaaradaha iyo sababaha farsamo ee ka dambeeya xulashadooda.
1. Alloys-ka ku salaysan nikkel
Alaabooyinka superalloys ee ku salaysan nikkel waa "xiddigaha" aagga kulul ee matoorada jet-ka, gaar ahaan daabyada turbine-ka, vanes-ka, iyo saxannada qaarkood. Alaabooyinkan waxaa loogu talagalay inay ku sii xoogaystaan heerkulka sare ee u dhow xadka biraha dhismaha.
Maxay nikkel uga fiican tahay? Nikkel wuxuu leeyahay qaab-dhismeed kiristaal oo deggan heerkulka sare waxaana lagu dahaadhi karaa walxo kale si loo kordhiyo xoogga. Xoojinta aasaasiga ah badanaa waxay ka timaaddaa marxaladaha gamma-prime (γ'), oo badanaa ku salaysan Ni₃(Al,Ti), kuwaas oo iska caabiya dhaqdhaqaaqa kala-baxa, iyagoo walxaha ku ilaalinaya heerkul sare.
Tusaalooyinka birta iyo isticmaalka:
– Inconel 718: Si ballaaran ayaa loogu isticmaalaa qaybaha dambe ee kombaresarada, dahaarka, iyo qaar ka mid ah qaybaha turbine-ka sababtoo ah xooggeeda sare iyo fududaynta farsamaynta oo wanaagsan, inkastoo xadka heerkulka hawlgalka uu ka hooseeyo kan turbine-ka casriga ah ee superalloys.
– Rene, CMSX, iyo biraha hal-kristaalka ah: Daabyada hore ee turbine-ka, biraha superalloys-ka ah ee lagu sameeyay adkeynta jihada ama tignoolajiyada hal-kristaalka ah ayaa badanaa la isticmaali jiray. Qaab-dhismeedka hal-kristaalka ah wuxuu yareeyaa xuduudaha hadhuudhka, sidaas darteedna si weyn ayuu u kordhiyaa iska caabbinta daalka kulaylka.
Xad dhaaf:
- Xoog leh heerkulka sare
- Waxay ka hortagtaa gurguurashada iyo daalka kulaylka
- Waxaa lagu dari karaa dahaarka u adkaysta oksaydhka
La'aanta:
– Qaali ah oo ay adag tahay in la farsameeyo
– Cufnaan sare (culus)
- Waxay u baahan tahay farsamooyin adag oo tuurista iyo xakamaynta tayada
2. Alloys-ka ku salaysan Cobalt
Alloys-ka ku salaysan kobalt-ka ayaa sidoo kale loo isticmaalaa deegaannada kulul, inkastoo isticmaalkoodu guud ahaan ka kooban yahay nikkel. Alloys-ka kobalt-ku waxay u muuqdaan inay leeyihiin iska caabin wanaagsan oo daxalka kulaylka iyo iska caabin xirasho, taasoo ka dhigaysa kuwo ku habboon qaybo gaar ah sida dahaarka gubashada, vanes-ka hagaha afka, ama qaybo u nugul is jiidjiid iyo oksaydh xooggan.
Astaamaha ugu muhiimsan:
- U adkaysta oksaydhka iyo daxalka kulaylka
- Xasilloon heerkul sare xaalado gaar ah
- Iska caabin wanaagsan oo xirasho ah codsiyada qaarkood
Fiiro gaar ah: Naqshado badan oo matoorada diyaaradaha casriga ah waxay ku tiirsan yihiin nikkel superalloys heerkulka ugu sarreeya, halka kobalt la isticmaalo marka sifooyinka dusha sare, iska caabbinta daxalka, ama shuruudo kale oo gaar ah ay aad muhiim u yihiin.
3. Daloolada Titanium (Daloolada Titanium)
Titanium waxaa caan ku ah saamiga xoogga iyo miisaanka ee aadka u fiican. Matoorada diyaaradaha, titanium waxaa si weyn loogu isticmaalaa qaybaha la kulma heerkul ka hooseeya turbines-ka, sida taageerayaasha, kombaresarada hore ilaa dhexe, iyo qaababka taageerada.
Xadka heerkulka: Daloolada Titanium guud ahaan waxay si wax ku ool ah u shaqeeyaan ilaa 300-600°C (iyadoo ku xiran nooca daloolada iyo xaaladaha), sidaa darteed looma isticmaalo dhinaca ugu kulul ee daloolada. Si kastaba ha ahaatee, maadaama kombaresarada ay sidoo kale la kulanto heerkul sare, titanium wali waxay door muhiim ah ka ciyaartaa yareynta miisaanka guud ee matoorka.
Tusaale: Ti-6Al-4V waa mid ka mid ah biraha titanium-ka ugu caansan warshadaha hawada sare, gaar ahaan qaybaha kombaresarada iyo qaab-dhismeedka u baahan iftiin haddana xoog.
Xad dhaaf:
- Fudud, xoog leh, iyo u adkaysta daxalka
- Waxay yareysaa tirada wareegaysa si hufnaanta ay u korodho
La'aanta:
- Kuma habboona meelaha ugu kulul ee marawaxadaha
- Waxaa laga yaabaa inay la kulmaan oksaydh/xumaan guryaha haddii xadka heerkulka naqshadaynta la dhaafo.
4. Birta u adkaysata kulaylka iyo birta aan daxalka lahayn (Biraha u adkaysta kulaylka iyo biraha aan daxalka lahayn)
Birta aan lahayn birta iyo birta aan kulaylka u adkaysan karin ayaa loo isticmaalaa qaybaha matoorka jet-ka kuwaas oo u baahan iska caabin oksaydh iyo xoog dhexdhexaad ah heerkulka dhexdhexaadka ah, iyo sidoo kale inay ka dhaqaale badan yihiin kuwa superalloys.
Codka umum:
- Qasacadaha qaarkood, tuubooyinka, qalabka lagu xidho, iyo qaybaha taageerada
– Qaybta qiiqa ama qaab-dhismeedka dibadda waxay leedahay heerkul ka hooseeya turbine-ka asaasiga ah.
Xad dhaaf:
- Ka jaban oo si fudud loo farsamayn karo
- Iska caabbinta daxalka waa mid aad u wanaagsan (iyadoo ku xiran heerka)
La'aanta:
- Xoogga heerkulka sare iyo iska caabbinta gurguurta guud ahaan way ka hooseeyaan kuwa superalloys.
– Kuma habboona qaybaha marawaxadaha marxaladda hore
5. Daloolada ku salaysan birta nikkel iyo daloolada gaarka ah (tusaale ahaan Incoloy)
Marka laga soo tago aluminiinta saafiga ah ee nickel-ka, waxaa sidoo kale jira aluminiin bir ah oo loo isticmaalo in lagu gaaro dheelitirnaan u dhaxaysa iska caabbinta kulaylka, xoogga, iska caabbinta daxalka, iyo awoodaha wax soo saarka. Aluminiin sida Incoloy waxaa badanaa loo isticmaalaa qaybaha u baahan iska caabbinta oksaydhka/daxalka kulaylka laakiin aan la kulmin heerkulka ugu daran.
Doorka matoorada diyaaradaha:
– Qaybaha ku wareegsan qolka gubashada ama kanaalada gaaska kulul qaarkood
- Qaybaha u baahan xasillooni cabbir iyo iska caabin oksaydh
6. Tantalum, molybdenum, iyo tungsten (Biraha aan la adkeyn karin)
Biraha iska caabiya sida tungsten (W), molybdenum (Mo), iyo tantalum (Ta) waxay leeyihiin dhibco aad u sarreeya oo dhalaalaysa. Aragti ahaan, aad bay u soo jiidasho badan yihiin deegaannada kulul. Si kastaba ha ahaatee, matoorada diyaaradaha ee wax ku oolka ah, isticmaalkooda waxaa xaddidaya dhowr xaddidaad: cufnaanta sare (gaar ahaan tungsten), dhibaatooyinka wax soo saarka, iyo u nuglaanshaha oksaydhka heerkulka sare iyada oo aan la ilaalin gaar ah.
Isticmaal xaddidan:
- Mararka qaarkood sida walax isku-darka ah oo ku jirta superalloys si loo kordhiyo xoogga heerkulka sare.
– Adeegsiyo gaar ah oo ku saabsan qaybo gaar ah, cilmi-baaris agab, ama qaybo u baahan iska caabin heerkul aad u daran oo ku jirta jawi la xakameeyey.
Si kale haddii loo dhigo, biraha aan la adkeyn badanaa "ma joogaan" sida walxaha ugu muhiimsan ee qaybaha waaweyn, laakiin waa walxaha xoojinta ee ku jira biraha casriga ah.
7. Dahaarka Caqabadaha Kulaylka (TBC) iyo nidaamyada
In kasta oo aanay ahayn "biraha saldhigga ah," haddana ma jiraan wax dood ah oo ku saabsan biraha u adkaysta kulaylka ee matoorada diyaaradaha iyada oo aan la xusin in qaybaha ugu kulul ay had iyo jeer ku tiirsan yihiin dahaarka. Daabyo badan oo turbine ah ayaa laga sameeyay nikkel superalloys iyagoo isticmaalaya:
– Dahaarka isku xidhka (tusaale ahaan MCrAlY, halkaas oo M = Ni/Co) u adkeysiga oksaydhka
– Dhoobada TBC (tusaale ahaan yttria-stabilized zirconia/YSZ) si loo yareeyo heerkulka birta salka ah
Isku-darka superalloys, qaboojinta gudaha, iyo dahaarka ayaa u oggolaanaya heerkulka gaaska ee shaqeynaya oo aad uga sarreeya kan biraha kaliya ay qaadi karaan. Tani waa istaraatiijiyad muhiim ah oo lagu hagaajinayo hufnaanta matoorada diyaaradaha casriga ah.
8. Shuruudaha lagu dooranayo biraha u adkaysta kulaylka ee matoorada diyaaradaha
Naqshadeynta matoorka diyaaradda, "iska caabbinta kulaylka" macnaheedu waa buuxinta dhowr shuruudood hal mar:
1. Xoogga heerkulka sare: Awooddu si weyn uma lumiso marka ay kululaato.
2. Iska caabinta gurguurta: Awood u leh inuu u adkeysto isbeddelka joogtada ah marka la saaro culays muddo dheer ah heerkul sare.
3. Iska caabbinta oksaydhka iyo daxalka kulul: Si dhakhso ah uma baabi'iyaan gaasaska kulul.
4. Iska caabbinta daalka kulaylka: Awood u leh inuu u adkeysto wareegyada kulaylka iyo qabowga soo noqnoqda.
5. Awoodaha wax soo saarka iyo dayactirka: Waa la tuuri karaa, la been abuuri karaa, la alxan karaa/la hagaajin karaa, tayadana waa la xakamayn karaa.
6. Miisaanka iyo kharashka: Aad muhiim ugu ah waxqabadka iyo dhaqaalaha.
Gabagabo
Biraha u adkaysta kulaylka ee loo isticmaalo matoorada diyaaradaha ma aha hal nooc, laakiin waa ururin agab ah oo lagu soo xulay aagagga heerkulka iyo culayska shaqada. Subaga ku salaysan nikkel-ka ayaa xukuma meelaha ugu kulul, sida marawaxadaha, sababtoo ah xooggooda heerkulka sare iyo iska caabintooda gurguurta, halka cobalt superalloys loo isticmaalo codsiyada gaarka ah ee u baahan daxalka kulaylka iyo iska caabinta xirashada. Titanium waxaa loo doortaa kombaresarada iyo qaybaha qabow sababtoo ah waa mid aad u fudud haddana xoog badan, halka birta u adkaysta kulaylka iyo biraha nikkel-birta ah ay wax ka qabtaan baahiyaha heerkulka dhexe iyadoo leh kharash wanaagsan iyo fududayn farsamayn. Waxa ugu muhiimsan, dahaarka caqabadaha kulaylka iyo naqshadaha qaboojinta waa isku-xidhka lagama maarmaanka ah oo awood u siinaya matoorada diyaaradaha casriga ah inay ku shaqeeyaan heerkulka gaaska aadka u sarreeya.
Haddii aad rabto, waxaan maqaalkan ku habeyn karaa nooc farsamo oo dheeraad ah (oo leh tusaalooyin qaybo gaar ah oo aag kasta ah: taageere-compressor-combustor-turbine-exhaust) ama nooc fudud oo loogu talagalay akhristaha guud.
