بررسی پوشش های حرارتی مقاوم به پدیده خزش در پره های توربین گاز دریایی (استفاده از پوشش های سرامیکی سد حرارتی TBC)

ظهور توربین های گازی باعث پیشرفت زیادی در رشته های مهندسی مکانیک، متالورژی و سایر علوم مربوطه گشته است یکی از روش های ارتقا در توربین های گازی، افزایش دمای گاز ورودی به بخش توربین است که به افزایش توان خروجی و بازدهی ماشین منجر می شود. تغییر شکل وابسته به زمان در دماهای بالاتر از نصف نقطه ذوب مواد و در تنش های زیر حد الاستیک پدیده خزش را در فلزات به وجود می آورد. طی این شرایط، مکانیزم های تغییر شکل مختلفی با سرعت کرنش کم، فعال می شوند. خزش، عامل شکست اغلب قطعات در دمای بالای کاری می باشد. از موانع اعمال این روش می توان به عدم مقاومت قطعات توربین به خصوص در ردیف اول در دماهای بالا اشاره کرد که کاهش عمر کاری قطعه را در پی خواهد داشت. دمایی که در آن خزش اتفاق می افتد به جنس ماده وابسته است، به گونه ای که دمایی که برای یک ماده بالاست، ممکن است برای ماده دیگر بالا نباشد تا خزشی صورت گیرد. این دما در مجموع به نقطه ذوب ماده بستگی دارد. معمولا خزش در دماهای بالاتر از نصف نقطه ذوب رخ می دهد. در این خصوص، اعمال پوشش های سد حرارتی بر روی این قطعات می تواند در بالا بردن مقاومت دمایی در کنار کاهش جریان هوای خنک کننده، موثر واقع شود. توربین های گاز، بخار و آب معمولاً پوشش محافظی در اطراف پره هایشان دارند که سیال را کنترل می کنند پوشش ها و پره ها می توانند اشکال هندسی مختلفی داشته باشند که هر کدام برای نوع سیال و بازده متفاوت است. درفناوری های جدید از پوشش های مخصوص جهت بالا بردن مقاومت پره های توربین در برابر حرارت زیاد و تنش های حرارتی استفاده می شود. پره های توربین بخار نسبت به حفره دار شدن، خوردگی خستگی و گاهی خوردگی تحت تنش حساسیت دارند ولی پره های توربین گازی، به خوردگی سایشی، خوردگی خستگی و خوردگی داغ صورت گرفته در درجه حرارت های بالا، حساس می باشند.

Keywords:

تنش در فلزات , پدیده خزش , توربین گاز , ایمنی در مقابل حرارت , سد حرارتی