ارزیابی غیرمخرب کانال‌های خنک‌کاری پره توربین گاز با استفاده از روش دمانگاری فروسرخ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد متالورژی، شرکت مهندسی موادکاران، گروه مپنا، تهران

2 استادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران

چکیده

پره های توربین از حساس‌ترین و مهمترین قطعات داغ توربین گاز به شمار می‌روند بطوریکه کارایی و عمر توربین ها به طور مستقیم با کارکرد این اجزا مرتبط است لذا برای جلوگیری از تخریب ناشی از دمای بالا، بایستی این قطعات به شیوه مناسب خنک-کاری شوند. روش متداول خنک‌کاری پره‌ها، هدایت سیال خنک کننده از کانال‌های پیچیده داخلی آنها بوده که پیشتر در مراحل اولیه ساخت عمداٌ به روش ماهیچه گذاری ایجاد می‌گردند. در فرایند تخلیه ماهیچه‌های سرامیکی گاهی اوقات ذرات سرامیکی بطور کامل از کانال‌های خنک‌کاری تخلیه نشده و بخشی از این ذرات در داخل پره‌ها محبوس شده و موجب انسداد کانال‌های خنک‌کاری می‌گردد که این موضوع عملکرد پره‌ها و در نتیجه عمر مفید آنها را حین سرویس، کاهش می‌دهد. در این تحقیق، انسداد کانال‌های خنک‌کاری داخلی پره‌ها با استفاده از روش غیر مخرب دمانگاری فروسرخ برای تعدادی از پره های توربین گاز نوعی مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا پس از آماده‌سازی و چیدمان آزمون دمانگاری فعال با بخار داغ، نتایج دمایی در زمان‌های مختلف و با درصدهای انسداد متفاوت که بطور مصنوعی در کانال‌های خنک‌کاری این پره ها ایجاد شده، اخذ و ارزیابی شده است. نتایج نشان داده است که استفاده از روش غیر مخرب دمانگاری فروسرخ در شناسایی مناطقی از کانال‌های خنک‌کاری پره‌ها که دارای انسداد مصنوعی شده بودند، موثر بوده و از کارائی مطلوبی برخودار می‌باشد

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Nondestructive Evaluation of Gas Turbine Blade Cooling Holes Blockage by Thermography

نویسندگان [English]

  • Ali Mohammad Kolagar 1
  • Mohammad Cheraghzadeh 1
  • Davood Akbari 2
  • Mohammadreza Farahani 3
1 M.S., Mat. Sci. & Eng., MavadKaran Eng. Company, Mapna Group, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Mechanical Engineering, Tarbiat modares University, Tehran, Iran
3 Associate professor, School of mechanical engineering, College of engineering, University of Tehran, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Turbine blades are one of the most sensitive and important hot parts of gas turbines, so that the efficiency and life of turbines are directly related to the operation of these components. Therefore, to prevent damage caused by high temperatures, they must be properly cooled. The common method of cooling these parts is to pass the cooling fluid through their complex internal channels. Non-destructive testing of thermography, is one of the new methods for detecting imperfections in these cooling paths which is considered in this article. Thermal loading is applied in an active manner by hot steam generator system. In order to identify the capability of this system in the detection of the residuals in the cooling system of blades, 3 kinds of different blades are studied and tested using active thermography. Results show the appropriateness of the system in detection of the blockages in all three blades. But it worth to notify that the success of the system is strongly related to the best detection of the system parameters as steam pressure, temperature and Fluid flow. So, the best parameters are chosen as: pressure of 2bars, ambient temperature of 25 oC and the maximum fluid of the hot steam.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Non Destructivr Evaluation
  • Thermography
  • Gas Turbine Blade
Meola, C., Carlomagno, G.M., Di foggia, M., Natale, O., “Infrared thermography to detect residual ceramic in gas turbine blades”, J. Appl. Phys, 91, (2008), pp 685–691.
T., Cardone, G., de Luca, L., Carlomagno, G.M.,“Some Experimental Investigations on Gas Turbine Cooling Performed with Infrared Thermography at Federico II”, International Journal of Rotating Machinery,(2015), pp 1-16.
Marinetti, S., Robba, D., Cernuschi, F., Bison, P., Grinzato, E., Thermographic inspection of TBC coated gas turbine blades: Discrimination between coating over-thicknesses and adhesion defects, Infrared physics & technology, 49. (2007), pp 281-285.
Maldague, X., Cielo, P., Poussart, D., Emerson, P., “Thermographic nondestructive evaluation (NDE) of turbine blades: Methods and image processing”. J. industrial Metrology, 1, (1990), pp 139-153.
Błachnio, J., “Analysis of technical condition assessment of gas turbine blades with non-destructive methods”, acta mechanica et automatica, 7, (2013), pp 203-208.
Wu, D., Rantala, J., Karpen, W., Zenzinger, G., Schönbach, B., Rippel, W., Steegmüller, R., Diener, L., Busse, G., “Applications of lockin-thermography methods, Review of progress in quantitative nondestructive evaluation, Eds., Springer, (1996), pp 511-518.
Titman, D.J., “Applications of thermography in non-destructive testing of structure”, J. NDT & E International,34, (2001), pp 149-154.
Michael Y. Y. Hung, Yun Shen Chen, Siu Pang Ng, “Review and comparison of shearography and pulsed thermography for adhesive bond evaluation “, Optical Engineering J., 46, (2007), pp 1-7.