ارزیابی ریزساختار و تخمین دمای لاینر توربین گاز بر پایه سینتیک رشد لایه اکسیدی

در این مقاله، ریزساختار لاینر یک توربین گاز پس از ۲۵ هزار ساعت زمان سرویس ارزیابی شده و دمای نواحی مختلف آن بر پایه سنتیک رشد لایه اکسیدی تخمین زده شده است. برای این منظور، نمونه برداری از بدنه، میسکر و فریم لاینر انجام شد. آنالیز کوانتومتری و ارزیابی ریزساختار نشان می دهد لاینر مورد بررسی از سوپرآلیاژ پایه نیکل با ساختار ریخته گری (برای فریم) و ساختار کارشده (برای سایر اجزا) ساخته شده است. طبق نتایج حاصل از بازرسی چشمی، شدت تخریب لاینر در قسمت بدنه و به خصوص در نواحی cross fire tube مشاهده گردید. در برخی نواحی از میکسر نیز پوشش مقاوم به اکسیداسیون در مقیاس ماکرو تخریب شده است. ارزیابی ریزساختاری نشان می دهد در نواحی از لاینر که پوشش مقاوم به حرارت تخریب شده، لایه اکسیدی به صورت فیلم پیوسته رشد یافته است. بر اساس مطالعات انجام شده با میکروسکوپ الکترونی دو نوع کاربید غنی از کروم (M۲۳C۶) و غنی از تنگستن (M۶C) در زمینه مشاهده شد. این کاربیدها در نواحی نزدیک به سطح داخلی لاینر به طور کامل انحلال یافته و در نواحی داخلی لاینر این کاربیدها درشت شده اند. همچنین در نواحی نزدیک به سطح داخلی لاینر دانه ها به طور محسوس تا محدوده ۱۰۰-۲۰۰ میکرون رشد یافته اند. در نهایت بر اساس روابط سینتیک اکسیداسیون، بیشینه دما در نواحی نزدیک به بدنه، میکسر و فریم لاینر به ترتیب در حدود ۱۰۶۵، ۱۱۳۸ و ۹۸۸ درجه سانتی گراد محاسبه گردید. با توجه به تحلیل ریزساختاری رخ داده در لاینر، دمای پیش بینی شده برای نواحی مختلف آن با شواهد تجربی کسب شده هم خوانی دارد.

کلیدواژه ها:

توربین گاز ، لاینر ، سوپرآلیاژ پایه نیکل ، ریزساختار ، اکسیداسیون ، تخمین دما