Aviatsiya dvigatelining yuqori bosimli turbinali pichog'ining nuqsonlarini aniqlash texnologiyasini tahlil qilish
Turbina pichog'i aeromotorning asosiy komponenti bo'lib, uni qayta ishlash murakkab, bu juda yuqori sifatli tekshirishni talab qiladi. To'g'ridan-to'g'ri lazerli yozish (LDM) mahalliy yuqori bosimli turbina pichoqlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. U yuqori aniqlik, yuqori zichlik va yuqori spektral aniqlik xususiyatlariga ega va 3D mahsulotlarini 3D o'lchash, buzilmaydigan sinov va 3D rekonstruksiya qilish uchun ishlatilishi mumkin. Mahalliy yuqori bosimli turbinali pichoqni ishlab chiqaruvchilarda lazerli to'g'ridan-to'g'ri yozish texnologiyasini qo'llash bilan yuqori bosimli turbinali pichoqlar ommaviy ishlab chiqarishga erishdi. Ushbu maqolada to'g'ridan-to'g'ri lazer yozishni shakllantirish jarayoni va mahalliy yuqori bosimli turbinali pichoqlarning nuqsonlarni aniqlash texnologiyasi taqdim etiladi va nuqsonlarni aniqlash usuli va dasturiy ta'minoti tahlil qilinadi.
Aero-dvigatel texnologiyasining jadal rivojlanishi bilan aero-dvigatel pichoq sifatiga yuqori talablarni qo'yadi. Turbina pichog'ining kuchi, charchoq muddati va sirt massasining murakkabligi uning ishlashini o'lchash uchun muhim ko'rsatkichlardir. Yuqori bosimli turbinli pichoqlarni ishlab chiqarishning murakkab jarayoni tufayli pichoqlarning ko'pchiligi lazerli to'g'ridan-to'g'ri yozish orqali ishlab chiqariladi. To'g'ridan-to'g'ri lazer yozish texnologiyasi lazerni qayta ishlanadigan sohada doimiy ravishda nurlantirish uchun yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerdan foydalanadi, shuning uchun u qayta ishlanadigan maydonda lazer nurlarining bir xil taqsimlanishini hosil qiladi. An'anaviy sinov usullari ishlov berish va buzilmaydigan sinovlarni o'z ichiga oladi, ular yuqori ishlov berish xarajati, past aniqlash samaradorligi va inson tomonidan bezovtalanishi oson kabi ba'zi muammolarga ega. Shuning uchun, turbina pichoqlari mukammal mexanik xususiyatlarga, korroziyaga va charchoqqa chidamliligiga ega bo'lishini ta'minlash uchun ular aniq va tez sinovdan o'tkazilishi kerak.
1.LDM jarayoniga kirish
To'g'ridan-to'g'ri lazer yozish (LDM) - bu substrat yuzasida qarshilik materialiga o'zgaruvchan doza ta'sirini amalga oshirish va ishlab chiqilgandan so'ng qarshilik yuzasida kerakli relyef konturini shakllantirish uchun o'zgaruvchan intensivlikka ega lazer nurlarining bir turi. Uning asosiy tarkibiga quyidagilar kiradi: tegishli keramika materialini tanlash, tegishli ishlov berish usulini tanlash, lazerni qayta ishlash parametrlarini optimallashtirish. LDM texnologiyasi keramika materiallariga turli naqshlarni yozish uchun yuqori quvvatli lazerdan foydalanish usulidir. U murakkab morfologiya, giperspektral ruxsat va raqamli mahsulotni modellashtirishga erishish uchun keramika materiallari yuzasida mikro tuzilmalarni o'rnatdi va samolyot dvigatellari kabi yuqori aniqlik va yuqori aniqlikdagi uskunalarning yuqori barqarorligi talablariga javob beradigan boy sirt detallarini yaratish uchun uni LDM jarayoni bilan birlashtirdi. To'g'ridan-to'g'ri lazer yozish texnologiyasi - bu an'anaviy jarayon bilan solishtirganda yangi ishlab chiqarish texnologiyasidan birida lazerli ishlov berish, buzilmaydigan sinov, tasvirni qayta ishlash, CAD/CAM majmui bo'lib, texnologiya quyidagi afzalliklarga ega: ① yuqori ishlov berish aniqligi; ② Tez ishlov berish tezligi; ③ Materiallardan foydalanishning yuqori darajasi; ④ Yaxshi sirt sifati; ⑤ moslashtirilgan moslashtirish mumkin. LDM texnologiyasi keramik materiallarning sirtini yozish uchun to'g'ridan-to'g'ri lazer yozish usulidan foydalanadi va lazer ta'sirida materialning ichki mikro tuzilishida (atomlar, molekulalar va boshqalar) fotokimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi, shu bilan birga lazerning tuzilishi va xususiyatlarini o'zgartiradi. material. To'g'ridan-to'g'ri lazer yozish texnologiyasiga erishishning ko'plab usullari mavjud va keramika materiallari uchun asosan uchta tur mavjud: birinchi turdagi an'anaviy usul (masalan, kimyoviy bug 'birikishi, erituvchi tez söndürme, plazma kuchaytirilgan CVD va boshqalar); Ikkinchidan, ilg'or texnologiya (masalan, 3D bosib chiqarish, lazerli to'g'ridan-to'g'ri yozish va boshqalar); Uchinchisi - 3D bosib chiqarish + lazerli erituvchi qutb texnologiyasi (masalan: 3D bosib chiqarish + lazerli eritish qutblarini siljitish texnologiyasi va boshqalar). Lazerli selektiv eritishni shakllantirish texnologiyasining uchta asosiy usuli mavjud. Ulardan biri, keramika materiallarini murakkab uch o'lchovli morfologiyaga ega bo'lish uchun ularni denude qilish uchun lazerdan foydalanishdir. Ikkinchisi - o'ymak, o'ymak; Uchinchisi, grafik ishlov berish uchun keramika materiallari yuzasida lazerli to'g'ridan-to'g'ri qirqish usulini qo'llashdir. LDM texnologiyasida qo'llaniladigan lazer energiya zichligi yuqori va keramika materiallarini ishqalash uchun yuqori energiya zichligi talab qilinadi. Shu bilan birga, lazerli ablasyon chuqurligini aniq nazorat qilish kerak.
2. Kamchiliklarni aniqlash texnologiyasi
Hozirgi vaqtda pichoq nuqsonlarini sanoatda aniqlash asosan rentgen usuli, ultratovush usuli va rentgen nurlanish istiqbolli usuli hisoblanadi. Rentgen usuli, ultratovush usuli buzilmaydigan sinov usuli bo'lib, u materialning ichki nuqsonlarini aniqlay oladi, rentgen istiqbolli usuli - qayta ishlangan ob'ektni nurlantirish uchun manba tomonidan chiqarilgan rentgen yoki gamma nurlaridan foydalanish, material ichidagi kichik nuqsonlarni aniqlash uchun, lekin nurlarning kirib borish qobiliyati cheklangan, kichik nuqsonlarni aniqlay olmaydi. Shuning uchun amaliy dasturlarda rentgen usuli va ultratovush usuli asosiy aniqlash vositasi hisoblanadi. Biroq, texnologiyaning rivojlanishi bilan, mikro-fokusli sanoat KTni aniqlash, buzilmaydigan, yuqori samaradorlik va yuqori aniqlik tufayli turbinali pichoqni ishlab chiqarish sohasida keng qo'llanildi.
(a) kirish chetining rentgenografik transilluminatsiyasi
(b) egzoz qirrasining rentgenografik kirib borishi
(c) Qabul qilish qirrasi raqamli rentgenografiya orqali transilluminatsiya qilinadi
2.1 X-nurlarini aniqlash X-nurlarini aniqlash - bu tekshirilayotgan ob'ekt yuzasida rentgen nurlarini chiqarish uchun rentgen trubkasidan foydalanish, tekshirilayotgan ob'ekt yuzasidagi nuqsonlarni kuzatish va keyin miqdorini aniqlash uchun tasvirni yozishdan foydalanishdir. va ob'ektni toping. Turli xil kirish chuqurligiga ko'ra, rentgen nurlarini uchta usulga bo'lish mumkin: penetratsiya chuqurligi, penetratsiya kengligi va penetratsiya qalinligi. Transilluminatsiya usuli materialning ichki nuqsonlarini aniqlash uchun sinovdan o'tgan materialning sirtini nurlantirish uchun rentgen trubkasidan foydalanadi. Uskuna va texnologiyaning cheklanganligi sababli, usul murakkab strukturaviy qismlarning ichki nuqsonlarini aniq miqdoriy aniqlashga erishish qiyin. Bu usul silliq sirt va bir xil zichlikka ega bo'lgan ishlov beriladigan qismga mos keladi, ammo u murakkab ichki qismlarni aniq aniqlay olmaydi va miqdorini aniqlay olmaydi.
2.2 Ultrasonik aniqlash Ultrasonik aniqlashning asosiy printsipi ultratovushli detektor va zondni ultratovush to'lqinlarini chiqarish uchun ishlatishdir va prob joylashishni aniqlash uchun aks-sadoni oladi. Ultrasonik aniqlash texnologiyasi yuqori sezuvchanlik, yuqori penetratsiya, yuqori aniqlik va doimiy aniqlash afzalliklari tufayli sanoat sohalarida keng qo'llaniladi. Metall materiallar uchun odatda to'g'ri bosh va qiyshiq boshli ikkita usuldan foydalaning, tekis boshni aniqlash chuqurligi odatda 1 mm, eğimli boshni aniqlash chuqurligi odatda 5 mm, amaliy dasturlarda, turli xil problar yordamida o'lchanadigan turli ob'ektlarga ko'ra ultratovushli aniqlash moslamasi. Turbinali pichoq materialining issiqlik o'tkazuvchanligi yuqori, shuning uchun ultratovushli aniqlash uchun yaxshi issiqlik ko'rsatkichlariga ega bo'lgan probni tanlash kerak. Xona haroratidagi shisha seramika novda kabi past intensivlikdagi ultratovush signali uchun, uning yaxshi termal xususiyatlari tufayli, aniqlash talablariga to'liq javob berishi mumkin. Yuqori zichlikdagi nuqsonlar yoki qo'shimchalarni o'z ichiga olgan materiallar uchun kuchli penetratsion va yuqori sezuvchanlikka ega probni tanlash kerak va katta o'lchamdagi nuqsonlarni o'z ichiga olgan materiallar uchun doimiy emissiya usuli va impulsni aks ettirish usulini aniqlash uchun foydalanish mumkin. Amaliy qo'llashda bitta bo'ylama to'lqin, er-xotin kesish to'lqini va bo'ylama to'lqinni ulash usuli qo'llanilishi mumkin va yoriqlar va boshqa nuqsonlarni o'z ichiga olgan materiallar uchun bitta uzunlamasına to'lqinni aniqlashdan foydalanish mumkin. Hozirgi vaqtda ultratovushli sinov texnologiyasi keng qo'llanilgan, ammo qimmat sinov uskunalari tufayli u dala sinovi uchun mos emas.
2.3 Mikrofokus sanoat KTni aniqlash Mikrofokus sanoat KTni aniqlash asosan rentgen nurlari yoki gamma nurlarini uzatish va moddada aks ettirishdan foydalanadi, so'ngra detektor energiyani yutish uchun aniqlangan ob'ektga nurlanish nurlanishini oladi va rentgenga aylanadi. nurlar yoki gamma nurlari, so'ngra detektor energiyani elektr signallariga aylantiradi, so'ngra strukturaning tasviri. ob'ektni qayta ishlashdan keyin olish mumkin. Aniqlash vaqtida ob'ekt birinchi navbatda rentgen nurlari manbaiga joylashtiriladi, so'ngra ob'ektdan o'tadigan rentgen nurlari tomonidan hosil qilingan signal skanerlash usuli bilan qabul qilinadi. Aniqlash ob'ekti shaffof bo'lmagan holatda bo'lsa, detektor tomonidan qabul qilingan signal dog'li bo'ladi; Spektakl aniqlangan ob'ekt uzatilganda detektor tomonidan qabul qilingan signal orqali hosil bo'ladi. Spot maydoni katta bo'lsa, bu aniqlangan ob'ektda katta nuqson borligini ko'rsatadi. Spot maydoni kichik bo'lsa, bu aniqlangan ob'ektda kichik nuqson borligini ko'rsatadi. Tasvir sifatiga dog'ning ta'sirini yo'q qilish uchun maxsus usullardan foydalanib, dog'lar effektini yo'q qilish va tasvir sifatini yaxshilash mumkin. Misol uchun, dog'larni yo'q qilish uchun detektor oldiga rangli filtr qo'shilishi mumkin, bundan tashqari, detektor parametrlarini o'zgartirish orqali dog'larni bostirish mumkin va kichik o'lchamdagi nuqsonlar uchun chiziqli skanerlash amalga oshirilishi mumkin; Katta o'lchamdagi nuqsonlar uchun sirtni skanerlash mumkin. Yuqori bosimli turbina pichoqlarini aniqlash uchun tegishli sinov usullari va sinov parametrlari muayyan ish sharoitlariga muvofiq tanlanishi kerak. Ko'p nurli yorug'likni aniqlash odatda qabul qilinadi va chiziqli qator detektorlari tasvirni olish tizimida asosiy aniqlash birligi sifatida ishlatiladi. Rentgen va gamma nurlari asosan turli xil pichoq materiallari bo'yicha aniqlash uchun ishlatiladi.
3.Defektlarni aniqlash dasturini joriy etish
Ushbu maqolada yuqori bosimli turbina pichoqlari nuqsonlarini aniqlash uchun mos keladigan mikrofokal KT skanerlash dasturi taqdim etilgan. Dasturiy ta'minot asosan quyidagi funktsiyalarni bajaradi: (1) ma'lumotlarni skanerlash; ② Tasvirni o'lchash va tahlil qilish; ③ Nosozliklarni avtomatik aniqlash; ④ ma'lumotlarni boshqarish; ⑤ Sifat nazorati; ⑥ Uch o'lchovli rekonstruksiya. Ular orasida skanerlash ma'lumotlarini o'qish juda muhim ma'lumot bo'lib, tasvirning o'rta nuqtasining sonini, holatini, shakli, hajmi va boshqa ma'lumotlarini aniqlaydi. Aniqlash natijalariga ko'ra, kompyuter tomografiyasi natijalari turli talablarga muvofiq sozlanishi mumkin. Skanerlangan ma'lumotlarni qayta ishlash uchun dasturiy ta'minot nuqsonlarni tasniflash, nuqsonlarni filtrlash, nuqsonlarni ro'yxatga olish, nuqsonlarni tuzatish, nuqsonlarni qayta tiklash va boshqa funktsiyalarga ega. 1-jadval KT skanerlash parametrlari.
4.LDM pichoqni aniqlash testi tadqiqoti
Aralashdan oldin va keyin haqiqiy ishlash ma'lumotlari 6-jadvalda keltirilgan. 6-jadvaldan ko'rinib turibdiki, sinov sharoitida 100% tabiiy gaz yoqilganda, gaz turbinasining chiqish quvvati 179,8 MVtni tashkil qiladi. samaradorligi esa 35,49% ni tashkil qiladi. Gaz turbinasining chiqish quvvati 169,0 MVt va samaradorlik 35,81% ni tashkil etadi, bu asosan hisoblangan qiymatga mos keladi.
4.1 Ikkilamchi ishlov berish nuqsonlari Ikkilamchi ishlov berish pichoqni ta'mirlash, silliqlash, abraziv qilish va boshqa ishlov berish jarayonlarini anglatadi, ikkilamchi ishlov berish jarayonida quyidagi muammolar paydo bo'lishi mumkin: (1) sirt pürüzlülüğü standart darajasida emas: polishing jarayonida polishing uskunalari ishlab chiqariladi. ma'lum bir shovqin, shuning uchun polishingdan keyin sirt pürüzlülüğü talablarga javob bera olmaydi. Ushbu turdagi shovqinni yo'q qilish uchun ishlab chiqaruvchilar odatda ultratovush, elektroliz va uni olib tashlash uchun boshqa usullardan foydalanadilar, ultratovush, elektroliz sirt pürüzlülüğünü olib tashlashi mumkin, ammo ultratovush chang yoki yog'ning pichoq yuzasiga ta'siriga ko'proq ta'sir qiladi, shuning uchun, ultratovush yoki elektroliz bo'ladimi, pichoqning sirt pürüzlülüğünü olib tashlash uchun mos emas. Haqiqiy ishlab chiqarishda, pichoqning sirt pürüzlülüğü talablarga javob bermasa, silliqlashdan foydalanish mumkin. Kamchiliklarni samarali tarzda bartaraf etish mumkin bo'lsa-da, silliqlashdan keyin ham ikkilamchi ishlov berish kerak. (2) Malakasiz sirt sifati: Yuqori bosimli turbinali pichoqlarni ishlab chiqarish jarayonida, pichoqlarning sirt sifati standartga mos kelmasa, muammoni hal qilish uchun polishing va polishing kabi choralar ko'rish mumkin. Garchi bu usul nuqsonlarni bartaraf etishi mumkin bo'lsa-da, pichoqlarning ishlashini pasaytiradi. Uning ish faoliyatini yaxshilash uchun ishlab chiqaruvchilar ko'pincha ishlab chiqarish jarayonida uni ko'p marta jilolaydi va jilolaydi, ammo silliqlash va parlatishda ikkilamchi ishlov berish nuqsonlarini ishlab chiqarish oson.
4.2 Materiallarning tabaqalanishi Yuqori bosimli turbinali pichoqlarni ishlab chiqarish jarayonida, jarayon parametrlarining mos kelmasligi sababli, pichoqlarning ichki qismiga bir yoki bir nechta xom ashyo yoki aralashmalar kiradi, bu esa materialning qatlamlanishiga olib keladi. Haqiqiy sinovda delaminatsiya nuqsonlari bo'lgan yuqori bosimli turbinali pichoq namuna diskiga joylashtirilishi mumkin va materialning delaminatsiya nuqsonlarini topish uchun namuna diskini oddiy namuna diski bilan solishtirish mumkin. Joylashuvni aniqlash jarayonida muammo yuzaga kelsa, nuqsonning o'ziga xos turini aniqlash uchun uning o'ziga xos joylashishini aniqlash uchun qo'shimcha tekshirish kerak.
4.3 G'ovaklik va shlak qo'shilishi kabi g'ovaklik va shlak qo'shilishi nuqsonlari yuqori bosimli turbina pichoqlarini ishlab chiqarishda keng tarqalgan sifat muammolaridir. Porozlik nuqsoni yuqori bosimli turbina pichoqlarining ishlashiga muhim ta'sir ko'rsatadigan materialning mustahkamligi pasayishining asosiy sababidir. Haqiqiy ishlab chiqarishda nuqsonlar ko'pincha ichidagi kichik pufakchalar bilan tavsiflanadi. Boshqa qattiq moddalar bilan solishtirganda, pufakning o'lchami boshqa qattiq moddalar bilan solishtirganda juda kichik, qabariqning ichki devori katta stressga duchor bo'lganda, yoriqlar paydo bo'ladi, bundan tashqari, qabariqning ichki devori nisbatan zaif, tashqi stress ta'sirida yorilish oson. Yuqori bosimli turbina pichoqlarini qayta ishlashda issiqlik uzatishda ba'zi muammolar mavjud bo'lib, ular ma'lum darajada yonish hodisasini keltirib chiqaradi. Agar ablasyon qismi o'z vaqtida olib tashlanmasa, qo'shimchalar hosil bo'lishi mumkin. Shlakli inklyuziya qo'shimchalarning keng tarqalgan shakli bo'lib, shlak qo'shilishidagi nuqsonlar porozlik nuqsonlariga qaraganda jiddiyroqdir, bu nafaqat yuqori bosimli turbinali pichoqlarning xizmat ko'rsatish ko'rsatkichlari va ishlash muddatiga jiddiy ta'sir qiladi, balki pichoq kuchining pasayishiga yoki hatto ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Haqiqiy ishlab chiqarishda, agar yuqori bosimli turbinli pichoqlarning cürufni kiritish maydoni katta bo'lmasa, uni aniqlash uchun an'anaviy sanoat KT usuli qo'llanilishi mumkin; shlak maydoni katta bo'lsa yoki aniq nuqsonlar mavjud bo'lsa, mikrokok sanoat KT aniqlash va tahlil qilish uchun ishlatilishi kerak. Mikrofokusli sanoat KTni aniqlash jarayonida tasvir xiralashishini oldini olish uchun aniq va aniq nuqson ma'lumotlarini olish uchun tasvirni oldindan qayta ishlash va segmentlarga bo'lish mumkin.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, aero-dvigatel texnologiyasining uzluksiz rivojlanishi bilan yuqori bosimli turbinali pichoqlarning sifatini aniqlash tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda. Ushbu maqolada yuqori bosimli turbinali pichoqlar nuqsonlarini aniqlashning bir nechta keng tarqalgan texnologiyalari keltirilgan. Amaliy ilovalarda turli xil nuqsonlarni aniqlash texnologiyalari farqlanadi. Turli xil nuqsonlarni aniqlash texnologiyalarini qo'llashda ularni pichoqlarning o'ziga xos shartlariga muvofiq tanlash va birlashtirish kerak. Yuqori bosimli turbinali pichoq nuqsonlarini aniqlash texnologiyasini ishlab chiqish hali ham ko'plab qiyinchiliklar va qiyinchiliklarga duch kelmoqda. Kelajakda aero-dvigatelning yuqori bosimli turbinali pichoq nuqsonlarini aniqlash talablariga yaxshiroq javob berish uchun uskunaning aniqligi, ma'lumotlarni qayta ishlash qobiliyati va algoritm ishlashini yanada yaxshilash kerak.
