ちょっと、そこ！タービンブレードのサプライヤーとして、中空タービンブレードの製造プロセスの内外を共有することを非常に興奮させています。これらの悪い男の子は、ジェットエンジンであろうと発電植物であろうと、タービンの重要な成分です。それでは、すぐに飛び込みましょう！
なぜ中空タービンブレード？
製造プロセスに入る前に、なぜ中空のタービンブレードを作るのかについて話しましょう。ご存知のように、タービンはいくつかの深刻な厳しい条件で動作します。タービン内の燃焼ガスは、2000°F（1093°C）以上の温度に達することができます。それはほとんどの金属を溶かすのに十分暑いです！これらの極端な条件下では、固体ブレードはすぐに失敗します。
一方、中空のタービンブレードは、それらを通る空気を冷却することを可能にします。この冷却空気は、刃の温度を管理しやすい範囲内に保つのに役立ち、溶けや変形を防ぎます。その結果、中空のタービンブレードは、タービン動作の高温とストレスに耐えることができ、刃の寿命が長くなり、全体的なタービン性能が向上します。
製造の旅
中空タービンブレードの製造は、高レベルの精度と専門知識を必要とする複雑で多段階のプロセスです。関連する主な手順は次のとおりです。
1。設計とモデリング
中空のタービンブレードを作成する最初のステップは、それらを設計することです。エンジニアは、Advanced Computer -Aided Design（CAD）ソフトウェアを使用して、ブレードの3Dモデルを作成します。このモデルは、空力、冷却要件、構造的完全性などの要因を考慮しています。
設計段階では、エンジニアはさまざまな動作条件下でブレードの性能もシミュレートします。彼らは、計算流体力学（CFD）を使用して、中空の通路を通る空気の流れを分析し、有限要素分析（FEA）を分析して、ブレードの構造強度を評価します。これにより、デザインを最適化し、予想通りにブレードが実行されるようにするのに役立ちます。
2。パターン作成
デザインが確定したら、ブレードのパターンを作成する時が来ました。このパターンは、金型を作成するためのテンプレートとして機能します。伝統的に、パターンはワックスから作られていましたが、今日では、プラスチックのような他の素材も使用できます。
このパターンは、Rapidプロトタイピングと呼ばれるプロセスを使用して作成されます。これには、3Dプリンターを使用して、CADモデルに基づいてレイヤーごとにパターンレイヤーを構築します。迅速なプロトタイピングの利点は、迅速かつ正確なパターンの生成を可能にし、従来のパターンに関連する時間とコストを削減することです - 作成方法。
3。シェルモールディング
パターンが作成された後、セラミックスラリーでコーティングされます。このスラリーは、液体バインダーに吊り下げられた細かいセラミック粒子で構成されています。スラリーの複数の層が適用され、各レイヤーは次の層を追加する前に乾燥させます。これにより、パターンの周りに厚いセラミックシェルが構築されます。
シェルが十分に厚くなると、パターン材料を除去するために炉で加熱されます。これにより、タービンブレードの形をした中空のセラミック型が残ります。シェルモールディングプロセスは、ブレードの最終的な形状と表面仕上げを決定するため、重要です。
4。投資キャスティング
今、投資キャスティングプロセスが登場します。セラミック型は、溶融金属で適切な充填を確保するために、高温まで加熱されています。高温やストレスに耐えるように特異的に設計された金属である超合金は、一般にタービンブレードに使用されます。
溶けた超合金は、真空または圧力の下でセラミック型に注がれます。真空は、カビから気泡を除去するのに役立ち、密集した欠陥のないキャストを確保します。金属が固化すると、セラミックシェルが壊れてしまい、粗いタービンブレードが明らかになります。
5。加工と仕上げ
ラフ - キャストブレードは、最終的な寸法と表面仕上げを実現するために、一連の機械加工操作を受けます。これには、製粉、ターニング、研削などのプロセスが含まれます。これらの操作は、ブレードがタービンの動作に必要な厳密な許容値を確実に満たすことを保証するために、高精度の工作機械で実行されます。
機械加工後、ブレードは表面の品質を向上させるために完成します。これには、研磨やコーティングなどのプロセスが含まれる場合があります。コーティングは、腐食、酸化、侵食から保護するためにブレードに塗布されます。一部のコーティングには熱バリア特性もあり、高温に耐える刃の能力をさらに高めます。
6。検査とテスト
ブレードをタービンに設置する前に、厳格な検査とテストを受ける必要があります。超音波検査、X線検査、染料浸透剤検査などの非破壊試験方法を使用して、刃の内部または表面の欠陥を検出します。
ブレードは、その機械的特性についてもテストされています。これには、引張試験、硬度テスト、疲労試験が含まれます。これらのテストにより、ブレードにはタービンの動作条件に耐えるために必要な強度と耐久性があります。
中空の通路の特別な考慮事項
製造中空のタービンブレードの最も挑戦的な側面の1つは、刃の内部に複雑な中空の通路を作成することです。これらの通路は、冷却空気の流れを可能にするように設計されていますが、効率的な冷却を確保するために慎重に設計する必要があります。
中空の通路を作成するために、エンジニアはCore -Makingと呼ばれるテクニックを使用します。セラミックコアは、目的の中空の通路の形で作られています。このコアは、パターンの作成プロセス中にパターンに組み込まれます。溶融金属が金型に注がれると、コアの周りを流れ、コアが除去されると中空の通路の後ろに残ります。
コアは、鋳造プロセス中に発揮された力に耐えるのに十分な強さでなければなりませんが、鋳造後は簡単に除去できます。特別なコア - 化学的浸出や機械的振動などの除去技術を使用して、コアがブレードから完全に除去されるようにします。
タービンブレードサプライヤーとしての私たちの役割
[あなたの会社の役割]タービンブレードサプライヤーとして、私たちは高品質の中空タービンブレードを生産する能力に誇りを持っています。製造プロセスのあらゆるステップの専門家である経験豊富なエンジニアと技術者のチームがあります。
私たちは、状態を使用して - アート機器とテクノロジーを使用して、ブレードの精度と信頼性を確保しています。当社の品質管理措置は誰にも負けず、私たちが生成するすべてのブレードで徹底的な検査とテストを実施しています。
あなたが市場にいるならタービンブレードまたはノズルガイドベイン、お話ししたいです。小規模な発電所であれ、大規模な商用ジェットエンジンに刃が必要な場合でも、お客様のニーズを満たす専門知識と能力があります。
あなたの要件について話し合い、見積もりを取得するために今すぐお問い合わせください。アプリケーションに最適なタービンブレードソリューションを見つけるのを手伝うためにここにいます。
参照
- ASMハンドブック、ボリューム15：キャスティング。 ASM International。
- Boyce、MPによる「ガスタービンエンジニアリングハンドブック」
- Davis、JRによる「航空宇宙材料とプロセス」