गैस टरबाइन सिंगल क्रिस्टल ब्लेड की सटीक मरम्मत: बेहतर प्रदर्शन और विश्वसनीयता की कुंजी

टरबाइन ब्लेड प्रौद्योगिकी में प्रगति ने नए घटकों की लागत में वृद्धि की है। एकल क्रिस्टल ब्लेड की लागत समान आकार और जटिलता के पारंपरिक कास्ट ब्लेड की तुलना में दो से तीन गुना अधिक है। एकल क्रिस्टल घटक की उच्च लागत मालिक को घटक की सेवा जीवन को अधिकतम करने के लिए प्रोत्साहित कर सकती है।

घटकों को बदलने की लागत को कम करने के समाधान के रूप में, हमारी कंपनी ने घटकों के जीवन को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन की गई प्रक्रियाएं बनाई हैं। ऐसी ही एक प्रक्रिया पूर्ण समाधान पुनर्योजी ताप उपचार (FSR) है। एफएसआर मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुणों को एक नई स्थिति में पुनर्स्थापित करता है। एकल क्रिस्टल मिश्र धातु एफएसआर के ताप उपचार की मुख्य समस्या अवशिष्ट तनाव के साथ सतह पर पुन: क्रिस्टलीकृत अनाज का निर्माण है। एकल क्रिस्टल मिश्रधातुओं में अनाज सीमा को मजबूत करने वाले मिश्रधातु योजकों की कम सामग्री को देखते हुए यह एक जोखिम है। एकल क्रिस्टल मिश्रधातुओं में पुन:क्रिस्टलीकरण और/या बिखरे हुए कणों के परिणामस्वरूप उच्च तापमान पर थकान जीवन और तनाव तोड़ने की ताकत कम हो जाती है। परिणामस्वरूप, मूल निर्माता द्वारा उनका निरीक्षण किया जाता है और अस्वीकार कर दिया जाता है। यह एकल क्रिस्टल कास्टिंग की कीमत में वृद्धि के कारकों में से एक है!

हमारी कंपनी ने एकल क्रिस्टल टरबाइन ब्लेड के एफएसआर ताप उपचार की व्यवहार्यता का और अधिक मूल्यांकन करने के लिए एक परीक्षण मरम्मत का आयोजन किया, जिसके दौरान यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण था कि बाद में पुन: क्रिस्टलीकरण से बचने के लिए ब्लेड की महत्वपूर्ण सतहों को प्लास्टिक विरूपण से नहीं गुजरना पड़ा। इसके अलावा, महत्वपूर्ण सतहों के पुन: क्रिस्टलीकरण की जांच के लिए प्रभावी गैर-विनाशकारी परीक्षण विधियों का उपयोग करना आवश्यक है। जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, प्रदर्शन मरम्मत और विनाशकारी विश्लेषण एक सेवानिवृत्त सीमेंस एसजीटी -100 एचपी टरबाइन ब्लेड का उपयोग करके किया गया था जो सीएमएसएक्स -4 एकल क्रिस्टल मिश्र धातु से बना था। ब्लेड 28, {{5} के लिए परिचालन में थे। } घंटे। एक मरम्मत के बाद, यह अगले 12,{7}} घंटों तक संचालित हुआ। कुल सेवा समय 36,{9}} घंटे है और ओईएम ऑपरेटर को सूचित करता है कि पार्ट समाप्त हो गया है!

समूह में एक प्रतिनिधि ब्लेड को धातुकर्म स्थितियों की आधार रेखा स्थापित करने के लिए "जब प्राप्त हुआ" स्थिति में एक विनाशकारी निरीक्षण के अधीन किया गया था। शेष पाँच ब्लेडों को मरम्मत की आवश्यकता है, जिनमें शामिल हैं:

लेप हटाना

आकार और प्रवेश का पता लगाना

पूर्ण समाधान कायाकल्प गर्मी उपचार

बाहरी प्लैटिनम-एल्यूमिनेट कोटिंग बदलें

समूह में एक प्रतिनिधि ब्लेड को धातुकर्म स्थितियों की आधार रेखा स्थापित करने के लिए "जब प्राप्त हुआ" स्थिति में एक विनाशकारी निरीक्षण के अधीन किया गया था। शेष पाँच ब्लेडों को मरम्मत की आवश्यकता है, जिनमें शामिल हैं:

आधार मिश्रधातुओं की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (गामा रूप)

एयरफ़ॉइल्स से लिए गए माइक्रोप्लेट नमूनों का तनाव फ्रैक्चर परीक्षण

आंतरिक और बाहरी सतहों की सूक्ष्म जांच।

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, एयरफ़ॉइल की बाहरी सतह पर एल्युमिनाइज्ड प्लैटिनम कोटिंग होती है। यद्यपि कोटिंग आंशिक रूप से खपत हो गई थी, इसने पिछले सेवा अंतराल के लिए प्रभावी सुरक्षा प्रदान की, क्योंकि अंतर्निहित आधार मिश्र धातु को कोई क्षति नहीं देखी गई थी।

आंतरिक एयरफ़ॉइल सतह बिना लेपित, चित्र 3 दाईं ओर। की प्रवेश गहराई के साथ आंतरिक सतह पर बेस मिश्र धातु का थोड़ा सा ऑक्सीकरण देखा गया<25 microns (0.001 in).

कोटिंग हटा दिए जाने के बाद, फ्लोरोसेंट पेनेट्रेशन परीक्षण (एफपीआई) द्वारा पत्तियों की सतह पर खुली दरारों या दोषों की जांच की जाती है। कोई लक्षण नहीं मिले.

परीक्षण से पता चला कि ये पत्तियाँ मरम्मत के लिए अच्छी वस्तुएँ थीं। दीवार की मोटाई मापने के लिए अल्ट्रासोनिक तकनीक का उपयोग किया जाता है।

एफएसआर ताप उपचार के बाद, ब्लेड के प्रमुख क्षेत्रों में पुन: क्रिस्टलीकृत अनाज की रासायनिक नक़्क़ाशी द्वारा गैर-विनाशकारी जांच की गई। पांच ब्लेडों में से चार में, पुन: क्रिस्टलीकृत दाने प्रमुख क्षेत्रों में दिखाई देते हैं (उदाहरण चित्र 4 में दिखाया गया है)।

विनाशकारी निरीक्षण ने पुष्टि की कि कम से कम एक ब्लेड की पुनर्क्रिस्टलीकरण गहराई प्रयोग करने योग्य सीमा से अधिक थी (सभी पुनर्क्रिस्टलीकरण क्षेत्र नष्ट नहीं हुए थे)।

इस खोज के आधार पर, आगे के विश्लेषण के लिए अन्य 12 एंड-ऑफ-लाइफ ब्लेड प्रस्तुत किए गए। समूह में छह ब्लेड के एक ही प्रारंभिक परीक्षण समूह से सात ब्लेड और विभिन्न ब्लेड समूहों से पांच ब्लेड शामिल हैं। सभी ब्लेडों की मरम्मत की गई, जिसमें कोटिंग हटाना और एफएसआर ताप उपचार प्रक्रिया शामिल थी, इसके बाद पुन: क्रिस्टलीकृत अनाजों का मैक्रोस्कोपिक नक़्क़ाशी निरीक्षण किया गया।

सभी पत्तियों में शुरू में प्रमुख क्षेत्रों में अलग-अलग डिग्री के कुछ पुनर्क्रिस्टलीकृत दाने थे। ब्लेड यांत्रिक अनाज हटाने और पुन: निरीक्षण के एक चक्र से गुजरता है जब तक कि सभी महत्वपूर्ण क्षेत्रों से पुन: क्रिस्टलीकृत अनाज समाप्त नहीं हो जाते। अंत में, निरीक्षण परिणामों को सत्यापित करने और शेष दीवार की मोटाई का आकलन करने के लिए आठ ब्लेडों (सात के समूह में पांच और पांच के समूह में तीन) का विनाशकारी निरीक्षण किया गया। पहले समूह के सभी सात ब्लेड रखरखाव सीमा के भीतर पाए गए, और दूसरे समूह के ब्लेड का चार-पांचवां हिस्सा रखरखाव सीमा के भीतर पाया गया।