1. ถาม: Incoloy 907 (UNS N19907) คืออะไร และอะไรทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานซีลกังหันแก๊ส
A:อินคอลอยย์ 907 กำหนดให้เป็นUNS N19907, เป็นซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล-เหล็ก-โคบอลต์- ซึ่งได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ที่ควบคุมอย่างแม่นยำ รวมกับความแข็งแรงและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันสูง อยู่ในตระกูลโลหะผสมเฉพาะทางที่เรียกว่า "ซูเปอร์อัลลอยส่วนขยายที่ควบคุม-" ซึ่งพัฒนาขึ้นสำหรับซีลเครื่องยนต์กังหันแก๊สและส่วนประกอบอื่นๆ เป็นหลัก ซึ่งการรักษาระยะห่างที่แน่นตลอดช่วงอุณหภูมิที่กว้างถือเป็นสิ่งสำคัญ
องค์ประกอบทางเคมี:คุณสมบัติอันเป็นเอกลักษณ์ของ Incoloy 907 มาจากองค์ประกอบที่สมดุลอย่างพิถีพิถัน:
นิกเกิล (พรรณี):35.0% ถึง 40.0% - ให้เมทริกซ์ออสเตนิติกและทำหน้าที่เป็นฐานสำหรับการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลาย-
เหล็ก (เฟ):ความสมดุล - มีส่วนทำให้โลหะผสมมีคุณลักษณะการขยายตัวที่ควบคุมได้
โคบอลต์ (Co):12.0% ถึง 16.0% - ลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนและมีส่วนทำให้อุณหภูมิสูง-แข็งแกร่ง
ไนโอเบียม (Nb):แบบฟอร์ม 4.0% ถึง 5.5% - เสริมการตกตะกอนและมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการขยายตัว
ไทเทเนียม (Ti):1.3% ถึง 1.8% - มีส่วนทำให้ปริมาณฝนเพิ่มมากขึ้น
ซิลิคอน (ศรี):0.15% ถึง 0.60% - มีอิทธิพลต่อการต้านทานการเกิดออกซิเดชันและลักษณะการขยายตัว
อะลูมิเนียม (อัล):0.5% ถึง 1.2% - มีส่วนช่วยในการต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการตกตะกอน
คาร์บอน (C):ควบคุมสูงสุด 0.06% - เพื่อรักษาความสามารถในการผลิต
โบรอน (B):สูงสุด 0.012% - ช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งของขอบเขตเกรน
ข้อได้เปรียบในการขยาย-ที่ถูกควบคุม:คุณลักษณะที่กำหนดของ Incoloy 907 คือค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนที่ต่ำและควบคุมได้อย่างแม่นยำ คุณสมบัตินี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อซีลกังหันแก๊สเนื่องจาก:
การควบคุมการกวาดล้างซีล:เครื่องยนต์กังหันแก๊สทำงานในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง-ตั้งแต่อุณหภูมิแวดล้อมระหว่างสตาร์ทจนถึง 650°C (1200°F) หรือสูงกว่าระหว่างกำลังเต็มกำลัง ซีลต้องรักษาช่องว่างให้แน่นเพื่อป้องกันการรั่วไหลของก๊าซ ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพลดลง วัสดุที่มีการขยายตัวต่ำและคาดการณ์ได้ช่วยให้วิศวกรสามารถออกแบบช่องว่างในการปฏิบัติงานได้ใกล้ชิดยิ่งขึ้น
ความเข้ากันได้ทางความร้อน:Incoloy 907 ได้รับการออกแบบเพื่อให้ตรงกับคุณลักษณะการขยายตัวของซูเปอร์อัลลอยที่มีความแข็งแรงสูง-ที่ใช้ในจานและท่อกังหัน เพื่อให้มั่นใจว่าซีลยังคงสัมผัสกับพื้นผิวผสมพันธุ์โดยไม่มีการรบกวนหรือการก่อตัวของช่องว่างมากเกินไป
ฮิสเทรีซิสต่ำ:โลหะผสมมีการเปลี่ยนแปลงขนาดน้อยที่สุดในระหว่างการหมุนเวียนตามความร้อน โดยรักษาระยะห่างที่สม่ำเสมอตลอดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์
กลไกการเสริมสร้างความเข้มแข็ง:ต่างจากซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล-จำนวนมากที่ต้องอาศัยการตกตะกอนแกมมา-ไพรม์ (γ') อย่างมาก Incoloy 907 มีความแข็งแกร่งมาจากการรวมกันของ:
โซลูชันที่แข็งแกร่ง-:ได้มาจากโคบอลต์ เหล็ก และนิกเกิลในเมทริกซ์ออสเทนนิติก
การตกตะกอนระหว่างโลหะ:ไนโอเบียมและไทเทเนียมก่อให้เกิดระยะการเสริมกำลังซึ่งมีส่วนทำให้อุณหภูมิสูง-แข็งแกร่ง
โครงสร้างเกรนที่ควบคุม:โดยทั่วไปโลหะผสมจะได้รับการประมวลผลเพื่อให้ได้โครงสร้างที่มีความละเอียดสม่ำเสมอ- ซึ่งปรับให้เหมาะกับการใช้งานซีล
การใช้งานซีลกังหันแก๊ส:Incoloy 907 ใช้สำหรับ:
ซีลปลายกังหัน:ส่วนประกอบที่รักษาระยะห่างระหว่างปลายใบพัดเทอร์ไบน์และโครงโดยรอบ
ซีลระหว่างเวที:ซีลระหว่างระยะกังหันเพื่อป้องกันการรั่วไหลของเส้นทางก๊าซ
ซีลช่องแบริ่ง:ซีลอุณหภูมิสูง-ช่วยปกป้องระบบตลับลูกปืน
ซีลท่อไอเสีย:ส่วนประกอบในหัวฉีดไอเสียแบบแปรผัน-ซึ่งต้องการความเสถียรของมิติ
ซีลโครงสร้างแบบคงที่:แหวนซีลและองค์ประกอบการซีลในส่วนที่มีอุณหภูมิสูง-
เปรียบเทียบกับวัสดุซีลอื่นๆ:
| วัสดุ | ซีทีอี (×10⁻⁶/°C) | เสริมสร้างความเข้มแข็ง | อุณหภูมิสูงสุด | ใบสมัครซีล |
|---|---|---|---|---|
| อินคอลอยย์ 907 (N19907) | ต่ำ (10-12) | ปริมาณน้ำฝน | 650°ซ | ซีลกังหันอุณหภูมิสูง- |
| อินคอลอยย์ 909 (N19909) | ต่ำมาก (9-11) | ปริมาณน้ำฝน | 650°ซ | ซีลการกวาดล้างที่แม่นยำ |
| อินโคเนล 718 (N07718) | ปานกลาง (13-15) | ปริมาณน้ำฝน | 650°ซ | ส่วนประกอบโครงสร้างทั่วไป |
| สแตนเลส 316 | สูง (16-18) | โซลูชันที่มั่นคง- | 540°ซ | ซีลอุณหภูมิต่ำ- |
2. ถาม: ข้อกำหนดเฉพาะที่ใช้บังคับกับแท่งซูเปอร์อัลลอยด์ Incoloy 907 (UNS N19907) คืออะไร และข้อกำหนดหลักสำหรับการใช้งานซีลกังหันแก๊สมีอะไรบ้าง
A:แท่งซูเปอร์อัลลอยด์ Incoloy 907 อยู่ภายใต้ข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุการบินและอวกาศที่กำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดที่จำเป็นสำหรับการใช้งานซีลกังหันแก๊ส การทำความเข้าใจข้อกำหนดเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการจัดซื้อและการประกันคุณภาพ
ข้อมูลจำเพาะของวัสดุหลัก:
อมส 5900:นี่คือข้อกำหนดหลักของวัสดุการบินและอวกาศซึ่งครอบคลุม Incoloy 907 (UNS N19907) ในรูปแบบของแท่ง การตีขึ้นรูป และวงแหวน มันกำหนด:
องค์ประกอบทางเคมี:การตรวจสอบขีดจำกัดของ UNS N19907
คุณสมบัติทางกล:ความต้านแรงดึง ความต้านแรงดึง และการยืดตัว
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (CTE):ข้อกำหนดที่สำคัญสำหรับการใช้งานซีล
การรักษาความร้อน:ข้อกำหนดการหลอมเหลวและการตกตะกอนของสารละลาย
การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย:การทดสอบอัลตราโซนิกเพื่อความสมบูรณ์ภายใน
อมส 5901:ข้อมูลจำเพาะนี้ครอบคลุม Incoloy 909 (UNS N19909) ซึ่งเป็นซูเปอร์อัลลอยส่วนขยายที่มีการควบคุม-ที่เกี่ยวข้องและมี CTE ที่ต่ำกว่า สำหรับ Incoloy 907 นั้น AMS 5900 คือมาตรฐานที่ใช้บังคับ
ข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีตาม AMS 5900:
| องค์ประกอบ | ช่วงองค์ประกอบ |
|---|---|
| นิกเกิล (พรรณี) | 35.0% - 40.0% |
| เหล็ก (เฟ) | สมดุล |
| โคบอลต์ (Co) | 12.0% - 16.0% |
| ไนโอเบียม (Nb) | 4.0% - 5.5% |
| ไทเทเนียม (Ti) | 1.3% - 1.8% |
| ซิลิคอน (ศรี) | 0.15% - 0.60% |
| อะลูมิเนียม (อัล) | 0.5% - 1.2% |
| คาร์บอน (ซี) | สูงสุด 0.06% |
| โบรอน (B) | สูงสุด 0.012% |
ข้อกำหนดคุณสมบัติทางกล:
| คุณสมบัติ | ความต้องการ |
|---|---|
| ความต้านแรงดึง | ขั้นต่ำ 180 ksi (1240 MPa) |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (ออฟเซ็ต 0.2%) | ขั้นต่ำ 130 ksi (896 MPa) |
| การยืดตัว | ขั้นต่ำ 8% |
| การลดพื้นที่ | ขั้นต่ำ 12% |
ข้อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE):นี่เป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้งานซีล AMS 5900 ระบุ:
การวัดซีทีอี:โดยทั่วไปวัดตั้งแต่ 20°C ถึง 400°C (68°F ถึง 752°F)
ช่วงที่ยอมรับได้:โลหะผสมจะต้องแสดงให้เห็นถึงลักษณะการขยายตัวที่ต่ำและควบคุมได้ซึ่งกำหนดความเหมาะสมสำหรับการใช้งานซีล
การยืนยัน:การทดสอบ CTE ดำเนินการกับตัวอย่างที่เป็นตัวแทนเพื่อยืนยันการปฏิบัติตามข้อกำหนด
ข้อกำหนดการรักษาความร้อน:Incoloy 907 จำหน่ายในสภาพตกตะกอน-ที่แข็งตัว:
การหลอมสารละลาย:โดยทั่วไปดำเนินการที่ 980°C ถึง 1040°C (1800°F ถึง 1900°F)
อายุ:การบำบัดความชราสอง-ขั้นตอนเพื่อพัฒนาคุณสมบัติทางกล:
อายุแรก:720°C ถึง 760°C (1325°F ถึง 1400°F) เป็นเวลา 8 ถึง 12 ชั่วโมง
อายุที่สอง:620°C ถึง 650°C (1150°F ถึง 1200°F) เป็นเวลา 8 ถึง 12 ชั่วโมง
คูลลิ่ง:ควบคุมการทำความเย็นระหว่างขั้นตอนการบ่มเพื่อให้ได้การกระจายตัวของตะกอนตามที่ต้องการ
ข้อกำหนดในการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย:สำหรับการใช้งานซีลที่สำคัญ:
การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT):การตรวจสอบสต็อกแท่งแบบเต็ม-เพื่อตรวจหาข้อบกพร่องภายใน
การทดสอบการแทรกซึมของของเหลว (PT):การตรวจสอบพื้นผิวเพื่อหารอยแตกร้าวและพื้นผิว-ข้อบกพร่องในการแตกหัก
การทดสอบกระแสวน (ET):สำหรับแท่งเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ให้การตรวจจับข้อบกพร่องที่พื้นผิว
เอกสารการประกันคุณภาพ:การจัดส่งแต่ละครั้งจะต้องประกอบด้วย:
รายงานการทดสอบโรงงาน (MTR):การรับรององค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล CTE และการบำบัดความร้อน
การติดตามหมายเลขความร้อน:การทำเครื่องหมายบนแต่ละแถบเพื่อการตรวจสอบย้อนกลับอย่างสมบูรณ์
การรับรองความสอดคล้อง:ข้อความว่าวัสดุตรงตามข้อกำหนด AMS 5900 ทั้งหมด
3. ถาม: ข้อควรพิจารณาในการผลิตและการตัดเฉือนที่สำคัญสำหรับแท่งซูเปอร์อัลลอยด์ Incoloy 907 ที่ใช้ในซีลกังหันแก๊สมีอะไรบ้าง
A:การสร้างและการตัดเฉือนแท่งซูเปอร์อัลลอยด์ Incoloy 907 ต้องใช้เทคนิคพิเศษที่สะท้อนถึงคุณลักษณะทางโลหะวิทยาอันเป็นเอกลักษณ์ของโลหะผสม รวมถึงการตกตะกอน-สภาวะการชุบแข็ง คุณสมบัติการขยายตัวที่ควบคุมได้ และ-พฤติกรรมการชุบแข็งของงาน แนวทางปฏิบัติในการผลิตที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาความเสถียรของมิติและความสมบูรณ์ทางกลที่จำเป็นสำหรับการใช้งานซีลกังหันแก๊ส
ข้อควรพิจารณาในการตัดเฉือน:Incoloy 907 เป็นวัสดุที่ท้าทายในการตัดเฉือนเนื่องจากมีความแข็งแรงสูง แนวโน้มงาน-ในการชุบแข็ง และมีตะกอนเสริมความแข็งแกร่ง:
การเลือกเครื่องมือ:
เครื่องมือคาร์ไบด์:แนะนำให้ใช้เม็ดมีดคาร์ไบด์เกรด C-2 หรือ C-3 สำหรับการตัดเฉือนการผลิต
เครื่องมือเซรามิก:อาจใช้สำหรับการเก็บผิวละเอียดด้วยความเร็วสูง-
คมตัดที่คมชัด:ต้องเก็บเครื่องมือให้คม เครื่องมือทื่อจะทำให้งานแข็งตัวและเกิดความร้อนมากขึ้น
พารามิเตอร์การตัด:
ความเร็วพื้นผิว:สำหรับเครื่องมือคาร์ไบด์ 80 ถึง 120 ฟุตพื้นผิวต่อนาที (SFM) สำหรับการกัดหยาบ 120 ถึง 150 SFM สำหรับการเก็บผิวละเอียด
อัตราการป้อน:อัตราป้อนงานหยาบ (0.005 ถึง 0.010 นิ้วต่อรอบ) เพื่อตัดด้านล่างของงาน-ชั้นแข็ง
ความลึกของการตัด:ความลึกเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียดสี ควรหลีกเลี่ยงการตัดเล็กน้อยด้วยการป้อนช้า
น้ำยาหล่อเย็น:สารหล่อเย็นน้ำท่วมจำเป็นสำหรับการกระจายความร้อน แนะนำให้ใช้น้ำยาหล่อเย็นที่ละลายน้ำได้-
การแข็งตัวของงาน:Incoloy 907 แข็งตัวอย่างรวดเร็วระหว่างการตัดเฉือน แนวปฏิบัติต่อไปนี้ช่วยบรรเทาการทำงานที่แข็งกระด้าง:
รักษาการมีส่วนร่วมของเครื่องมืออย่างต่อเนื่อง
หลีกเลี่ยงการปล่อยให้เครื่องมืออยู่ในบาดแผล
ใช้มุมคายบวกกับเครื่องมือตัด
สำหรับการตัดแบบสะดุด ให้ลดความเร็วและเพิ่มอัตราป้อน
การตกแต่งพื้นผิว:สำหรับการซีล พื้นผิวเป็นสิ่งสำคัญ การส่งผ่านครั้งสุดท้ายควรใช้:
เครื่องมือที่คมชัด-ได้รับการดูแลอย่างดี
ลดความเร็วด้วยฟีดที่เพียงพอ
การจ่ายน้ำหล่อเย็นที่เหมาะสม
การขึ้นรูปและการดัด:โดยทั่วไปแล้ว Incoloy 907 จะใช้ในสภาวะตกตะกอน-ที่แข็งตัว และโดยทั่วไปจะไม่เกิดความเย็น สำหรับการใช้งานซีล ส่วนประกอบส่วนใหญ่จะถูกตัดเฉือนจากผลิตภัณฑ์ชนิดแท่ง:
การขึ้นรูปร้อน:หากจำเป็นต้องขึ้นรูป ควรดำเนินการในสารละลาย-ในสภาวะอบอ่อน
การแข็งตัวของงาน:งานโลหะผสมจะแข็งตัวอย่างรวดเร็ว อาจจำเป็นต้องมีการหลอมกลางเพื่อการเสียรูปที่สำคัญ
ข้อควรพิจารณาในการเชื่อม:Incoloy 907 มีความสามารถในการเชื่อมที่จำกัดเมื่อเทียบกับโลหะผสมนิกเกิลอื่นๆ:
ความไว:โลหะผสมไวต่อการแตกร้าวและการเชื่อม{0}}จากปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความร้อน
การใช้งาน:โดยทั่วไปแล้ว หลีกเลี่ยงการเชื่อม Incoloy 907 สำหรับส่วนประกอบซีลที่สำคัญ
หากจำเป็นต้องมีการเชื่อม:
จับคู่องค์ประกอบโลหะของตัวเติมให้ใกล้เคียงที่สุด
ใช้การเชื่อมอาร์กทังสเตนแก๊ส (GTAW/TIG) พร้อมการควบคุมความร้อนเข้า
โดยทั่วไป-การรักษาความร้อนในการเชื่อมเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อคืนคุณสมบัติ
คุณสมบัติขั้นตอนการเชื่อมถือเป็นสิ่งสำคัญ
การรักษาความร้อนหลังการผลิต:หากดำเนินการตัดเฉือนหรือการผลิตที่สำคัญ อาจจำเป็นต้องมีการบำบัดความร้อน:
บรรเทาความเครียด:สำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักร อาจดำเนินการบรรเทาความเครียดที่อุณหภูมิ 540°C ถึง 620°C (1,000°F ถึง 1150°F)
การรักษาความร้อนเต็มรูปแบบ:หากจำเป็นต้องมีการหลอมสารละลาย จะต้องทำซ้ำการหลอมและการบ่มสารละลายให้เต็มรอบ
เอฟเฟกต์มิติ:การอบชุบด้วยความร้อนอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมิติ ต้องเผื่อค่าเผื่อในการตัดเฉือน
การป้องกันการปนเปื้อน:Incoloy 907 ไวต่อการปนเปื้อน:
กำมะถัน:อาจทำให้เกิดการเปราะ; หลีกเลี่ยงสารหล่อลื่นและวัสดุทำเครื่องหมายที่มีซัลเฟอร์{0}}
ทองแดง, สังกะสี, ตะกั่ว:โลหะที่มีจุดหลอมเหลว-ต่ำ-อาจทำให้เกิดการเปราะของโลหะเหลวได้
เหล็ก:การปนเปื้อนข้าม-จากเครื่องมือเหล็กกล้าคาร์บอนอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องที่พื้นผิวได้
การควบคุมคุณภาพระหว่างการผลิต:
การตรวจสอบมิติ:ส่วนประกอบซีลต้องมีพิกัดความเผื่อต่ำ การตรวจสอบมิติอย่างต่อเนื่องถือเป็นสิ่งสำคัญ
การตรวจสอบพื้นผิวสำเร็จ:ซีลต้องมีพื้นผิวเฉพาะเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง
การทดสอบความแข็ง:อาจใช้เพื่อตรวจสอบว่าการตัดเฉือนไม่ได้เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพื้นผิว
4. ถาม: อะไรคือบทบาทสำคัญของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (CTE) ในประสิทธิภาพของซีลเทอร์ไบน์แก๊ส และ Incoloy 907 จัดการกับข้อกำหนดนี้อย่างไร
A:ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (CTE) ถือเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดสำหรับวัสดุซีลกังหันแก๊ส Incoloy 907 ได้รับการพัฒนาเป็นพิเศษเพื่อให้ CTE ต่ำและควบคุมได้อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยให้ประสิทธิภาพการซีลเหมาะสมที่สุดตลอดช่วงอุณหภูมิกว้างที่พบในเครื่องยนต์กังหันแก๊ส
เหตุใด CTE จึงมีความสำคัญในซีลกังหันแก๊ส:เครื่องยนต์กังหันแก๊สต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างมาก:
เริ่มต้น:อุณหภูมิแวดล้อม (ประมาณ 20°C / 68°F)
ไม่ได้ใช้งาน:อุณหภูมิปานกลาง (100°C ถึง 300°C / 212°F ถึง 572°F)
การบินขึ้นและพลังเต็มที่:อุณหภูมิที่สูงขึ้น (500°C ถึง 650°C / 932°F ถึง 1200°F)
การปั่นจักรยานด้วยความร้อน:เครื่องยนต์ผ่านวงจรการให้ความร้อนและความเย็นซ้ำๆ ตลอดอายุการใช้งาน
ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ส่วนประกอบเครื่องยนต์ทั้งหมดจะขยายตัวและหดตัว ซีลต้องรักษาระยะห่างสม่ำเสมอเพื่อ:
ป้องกันการรั่วไหลของเส้นทางก๊าซ:ระยะห่างที่มากเกินไปทำให้-ก๊าซเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงสามารถเลี่ยงระยะกังหันได้ ทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลดลง และเพิ่มการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง
หลีกเลี่ยงการรบกวน:ระยะห่างที่ไม่เพียงพอทำให้เกิดการสัมผัสกันระหว่างส่วนประกอบที่หมุนและอยู่กับที่ ทำให้เกิดการสึกหรอ การสั่นสะเทือน และอาจทำให้เครื่องยนต์เสียหายได้
รักษาประสิทธิภาพ:ระยะห่างของซีลที่สม่ำเสมอช่วยให้มั่นใจถึงสมรรถนะของเครื่องยนต์ที่คาดการณ์ได้ในทุกสภาวะการทำงาน
ความท้าทายของ CTE:วัสดุที่แตกต่างกันจะขยายตัวในอัตราที่แตกต่างกัน:
ซูเปอร์อัลลอยด์ที่มีนิกเกิล- (จานกังหัน เคสซิ่ง):CTE ประมาณ 13 ถึง 15 × 10⁻⁶ /°C
เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก:CTE ประมาณ 16 ถึง 18 × 10⁻⁶ /°C
เหล็กกล้าคาร์บอน:CTE ประมาณ 11 ถึง 13 × 10⁻⁶ /°C
หากวัสดุซีลมี CTE แตกต่างอย่างมากจากส่วนประกอบที่เชื่อมต่อด้วย ระยะห่างจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ รูปแบบนี้บังคับให้วิศวกรต้องออกแบบช่องว่างที่ใหญ่ขึ้นเพื่อรองรับเงื่อนไข-กรณีที่แย่ที่สุด ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพลดลง
ลักษณะ CTE ของ Incoloy 907:Incoloy 907 ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้มี CTE ที่ใกล้เคียงกันกับซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล- ซึ่งใช้ในจานและท่อกังหัน:
CTE ของ Incoloy 907:ประมาณ 10 ถึง 12 × 10⁻⁶ /°C ในช่วง 20°C ถึง 600°C
ความเข้ากันได้:CTE นี้-เข้ากันได้ดีกับจานอัลลอยด์เทอร์ไบน์ทั่วไป ทำให้มีระยะการออกแบบที่แคบยิ่งขึ้น
ความเสถียร:CTE ยังคงมีเสถียรภาพตลอดอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น จึงมั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอ
การเปรียบเทียบค่า CTE:
| วัสดุ | CTE (×10⁻⁶ /°C) ที่ 20-600°C | ความเหมาะสมของซีล |
|---|---|---|
| อินคอลอยย์ 907 (N19907) | 10-12 | ดีเยี่ยม - ตรงกับโลหะผสมของกังหัน |
| อินคอลอยย์ 909 (N19909) | 9-11 | ยอดเยี่ยม - CTE ที่ต่ำกว่าด้วยซ้ำ |
| อินโคเนล 718 (N07718) | 13-15 | CTE สูงกว่าปานกลาง - |
| สแตนเลส 316 | 16-18 | แย่ - ไม่ตรงกับโลหะผสมของกังหัน |
| วัสปาลอย | 13-15 | ปานกลาง |
การตรวจสอบ CTE:สำหรับการใช้งานซีลที่สำคัญ การตรวจสอบ CTE ถือเป็นสิ่งสำคัญ:
การทดสอบ:CTE วัดโดยใช้ไดลาโตเมทรีในช่วงอุณหภูมิที่เกี่ยวข้อง
การรับรอง:AMS 5900 ต้องมีการทดสอบและการรายงาน CTE
เกณฑ์การยอมรับ:วัสดุต้องเป็นไปตามขีดจำกัด CTE ที่ระบุสำหรับการใช้งาน
ผลกระทบจากการออกแบบ:CTE ต่ำและควบคุมของ Incoloy 907 ช่วยให้:
ช่องว่างในการปฏิบัติงานที่เข้มงวดยิ่งขึ้น:ปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์และลดการใช้เชื้อเพลิง
ลดการสึกหรอของซีล:การสัมผัสน้อยลงระหว่างส่วนประกอบที่หมุนและอยู่กับที่
ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้:พฤติกรรมการกวาดล้างสม่ำเสมอตลอดขอบเขตการทำงานของเครื่องยนต์
ยืดอายุการปิดผนึก:ลดความเครียดในการหมุนเวียนความร้อนบนส่วนประกอบซีล
5. ถาม: ข้อควรพิจารณาในการประกันคุณภาพและการจัดซื้อจัดจ้างใดบ้างที่จำเป็นในการจัดหาแท่งซูเปอร์อัลลอยด์ Incoloy 907 สำหรับการใช้งานซีลกังหันแก๊ส
A:การจัดซื้อแท่งซูเปอร์อัลลอยด์ Incoloy 907 สำหรับการใช้งานซีลกังหันแก๊สจำเป็นต้องให้ความสนใจอย่างเข้มงวดต่อการประกันคุณภาพ ระเบียบวิธีการทดสอบ และความน่าเชื่อถือของห่วงโซ่อุปทาน ลักษณะที่สำคัญของส่วนประกอบซีล-ซึ่งความล้มเหลวอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียประสิทธิภาพ เครื่องยนต์เสียหาย หรือเหตุการณ์ด้านความปลอดภัยอย่างมีนัยสำคัญ- ส่งผลให้คุณภาพของวัสดุไม่ลดลง
การรับรองวัสดุและการตรวจสอบย้อนกลับ:รากฐานของการประกันคุณภาพคือเอกสารที่ครอบคลุม:
รายงานการทดสอบโรงงาน (MTR):การจัดส่งแต่ละครั้งจะต้องมีเอกสาร MTR:
หมายเลขความร้อน:ตรวจสอบย้อนกลับถึงการหลอมละลายดั้งเดิมได้อย่างสมบูรณ์
การวิเคราะห์ทางเคมี:การตรวจสอบองค์ประกอบ UNS N19907 โดยเฉพาะนิกเกิล (35-40%) โคบอลต์ (12-16%) ไนโอเบียม (4.0-5.5%) และไทเทเนียม (1.3-1.8%)
คุณสมบัติทางกล:ความต้านแรงดึง (180 ksi นาที) ความต้านแรงดึง (130 ksi นาที) การยืดตัว (ขั้นต่ำ 8%)
ข้อมูล CTE:ค่าสัมประสิทธิ์การวัดการขยายตัวทางความร้อนในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด
บันทึกการรักษาความร้อน:การหลอมสารละลายและวงจรการชราภาพ รวมถึงแผนภูมิเวลา-อุณหภูมิ
การกำหนดขนาดเกรน:การตรวจสอบโครงสร้างที่มีเนื้อละเอียด-สม่ำเสมอ
เครื่องหมายผลิตภัณฑ์:แต่ละแถบจะต้องมีเครื่องหมาย:
ชื่อผู้ผลิตหรือเครื่องหมายการค้า
หมายเลขข้อมูลจำเพาะ (AMS 5900)
การกำหนดโลหะผสม (UNS N19907 หรือ Incoloy 907)
หมายเลขความร้อน
เส้นผ่านศูนย์กลางและความยาว
การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (NDE):สำหรับการใช้งานซีลที่สำคัญ NDE ที่เข้มงวดถือเป็นสิ่งสำคัญ:
การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT):การตรวจสอบปริมาตรเต็ม-เพื่อตรวจหาข้อบกพร่องภายใน เช่น การรวม ช่องว่าง หรือรอยแตก
การทดสอบกระแสวน (ET):สำหรับแท่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก การตรวจจับพื้นผิวและข้อบกพร่องใกล้พื้นผิว-
การทดสอบการแทรกซึมของของเหลว (PT):การตรวจสอบพื้นผิวเพื่อหารอยแตกร้าว รอบ และข้อบกพร่องการแตกหักของพื้นผิวอื่นๆ-
การทดสอบด้วยรังสี (RT):อาจระบุไว้สำหรับส่วนประกอบที่สำคัญ
การตรวจสอบมิติ:ส่วนประกอบซีลต้องมีพิกัดความเผื่อขนาดที่แคบ:
| พารามิเตอร์ | ข้อกำหนดทั่วไป |
|---|---|
| เส้นผ่านศูนย์กลาง | ±0.005 นิ้วหรือเข้มงวดกว่าสำหรับแท่งความแม่นยำ |
| ความตรง | ค่าเบี่ยงเบนสูงสุดต่อความยาวหน่วย |
| การตกแต่งพื้นผิว | ระบุไว้สำหรับพื้นผิวเครื่องจักรหรือพื้นดิน |
| ความยาว | ±0.125 นิ้ว สำหรับความยาวในการตัด |
การทดสอบพิเศษสำหรับการใช้งานซีล:
การตรวจสอบ CTE:ยืนยันว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนเป็นไปตามขีดจำกัดที่ระบุสำหรับช่วงอุณหภูมิที่ต้องการ
การทดสอบความแข็ง:สำหรับการปฏิบัติตามข้อกำหนดของ NACE หรือการตรวจสอบการควบคุมคุณภาพ
การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค:การตรวจสอบโครงสร้างเกรนที่สม่ำเสมอและไม่มีเฟสที่ไม่พึงประสงค์
การทดสอบแรงดึงที่อุณหภูมิสูง:สำหรับส่วนประกอบที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง
คุณสมบัติซัพพลายเออร์:สำหรับการใช้งานกังหันก๊าซ ซัพพลายเออร์จะต้องสาธิต:
การรับรอง AS9100:มาตรฐานระบบการจัดการคุณภาพการบินและอวกาศ
การอนุมัติโรงงาน:โรงงานจะต้องได้รับการรับรองจากผู้ผลิตเครื่องยนต์รายใหญ่ (OEM)
การรับรองห้องปฏิบัติการทดสอบ:การทดสอบอิสระควรดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง (เช่น ISO 17025)
ระบบตรวจสอบย้อนกลับ:แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการรักษาความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์ตั้งแต่ผลิตภัณฑ์หลอมเหลวไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
รายการตรวจสอบการรับ:
ตรวจสอบเครื่องหมายที่ตรงกับใบสั่งซื้อ (หมายเลขความร้อน โลหะผสม ข้อมูลจำเพาะ)
ตรวจสอบ MTR เพื่อความสมบูรณ์และสอดคล้องกับ AMS 5900
ยืนยันว่ามีการให้ข้อมูล CTE และตรงตามข้อกำหนดที่ระบุ
ทำการทดสอบการระบุวัสดุเชิงบวก (PMI) เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของโลหะผสม
ตรวจสอบสภาพพื้นผิวเพื่อหาข้อบกพร่อง
ตรวจสอบขนาด (เส้นผ่านศูนย์กลาง ความยาว ความตรง)
สำหรับการใช้งานที่สำคัญ ให้ส่งตัวอย่างสำหรับการทดสอบในห้องปฏิบัติการอิสระ
การจัดเก็บและการจัดการ:
สภาพแวดล้อมที่สะอาด:เก็บให้ห่างจากเหล็กกล้าคาร์บอนเพื่อป้องกันการปนเปื้อนของเหล็ก
บรรจุภัณฑ์ป้องกัน:รักษาบรรจุภัณฑ์เดิมไว้จนกว่าจะมีการประดิษฐ์
การเก็บรักษาความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับ:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องหมายยังคงอ่านได้ชัดเจน
ป้องกันความชื้น:หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับความชื้นที่อาจก่อให้เกิดการกัดกร่อนของพื้นผิว
ข้อมูลจำเพาะการจัดซื้อทั่วไป:
| แอปพลิเคชัน | ข้อมูลจำเพาะที่แนะนำ |
|---|---|
| ซีลกังหันแก๊ส | AMS 5900, UNS N19907 |
| ซีลเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ | AMS 5900 ที่มีความคลาดเคลื่อนของมิติที่เข้มงวดยิ่งขึ้น |
| แหวนซีลปลอมแปลง | AMS 5900 ผลิตภัณฑ์ปลอมแปลง |
| การวิจัยและพัฒนา | AMS 5900 หรือข้อกำหนดที่กำหนดเอง |
การลดความเสี่ยงสำหรับการใช้งานที่สำคัญ:
การตรวจสอบโดยบุคคลที่สาม-:การตรวจสอบคุณภาพวัสดุโดยอิสระ
การทดสอบที่เป็นพยาน:การปรากฏตัวของผู้ซื้อในระหว่างการทดสอบทางกลหรือการวัด CTE
รายการแหล่งที่มาที่ผ่านการรับรอง:จำกัดการจัดซื้อไว้เฉพาะกับ-ซัพพลายเออร์ที่ผ่านการรับรองเบื้องต้น
การตรวจสอบย้อนกลับจำนวนมาก:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุจากความร้อนที่แตกต่างกันไม่ได้ผสมกัน
การควบคุมการเปลี่ยนแปลง:การเปลี่ยนแปลงใดๆ ในแหล่งการผลิตจำเป็นต้องมี-คุณสมบัติใหม่
การสมัคร-ข้อพิจารณาเฉพาะ:
ซีลปลาย:การตรวจสอบ CTE มีความสำคัญ ระบุข้อกำหนดการตกแต่งพื้นผิว
ซีลระหว่างเวที:อาจต้องใช้คุณสมบัติแรงดึงที่อุณหภูมิสูง-
ซีลช่องแบริ่ง:ต้องตรวจสอบความเข้ากันได้กับน้ำมันหล่อลื่น
ซีลท่อไอเสีย:อาจมีการทดสอบความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันแบบวงจร
ด้วยการยึดมั่นในแนวทางปฏิบัติในการประกันคุณภาพและการจัดซื้อจัดจ้าง ผู้ผลิตกังหันก๊าซและโรงงาน MRO สามารถมั่นใจได้ว่าแท่งซูเปอร์อัลลอยด์ Incoloy 907 ตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดในการใช้งานซีล โดยให้การขยายตัวทางความร้อนที่ควบคุมได้ -ความแข็งแกร่งของอุณหภูมิสูง และความน่าเชื่อถือที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย








