مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی علت شکست پره‌های ثابت و متحرک یک توربین گازی: مطالعه موردی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناس ارشد، واحد متالورژی ، شرکت تامین کالای توربین ماشین خاورمیانه، تهران، ایران.
2 مدیر واحد متالورژِی، شرکت تامین کالای توربین ماشین خاورمیان، تهران، ایران.
10.48311/mme.2026.121591.83047
چکیده
در این پژوهش، علل تخریب پره ردیف سوم استاتور و پره ردیف چهارم روتور یک توربین گازی پس از 720 ساعت کارکرد، که دچار شکست شده و باعث تخریب بقیه پره های ثابت و متحرک شده است، مورد بررسی قرار می گیرد. بررسی سطح شکست و ریزساختار پره توسط میکروسکو نوری و الکترونی انجام گرفت و مشخص گردید که شکست از نوع خستگی بوده و محل شروع جوانه زنی ترک حفرات ناشی از اجرای نادرست فرآیند تعمیر و لحیم‌کاری ناقص بوده است. شروع ترک و گسترش آن در نقاط تمرکز تنش واقع در ناحیه حاوی حفره‌های لحیم رخ داده است. تر‌شوندگی ناکافی فلز پرکننده منجر به نفوذ ناکافی در طول فرآیند لحیم‌کاری شده و اتصال موضعی ناقص ایجاد گردیده است. گسترش ترک تحت تأثیر مکانیسم‌های خستگی تشدید شده و در نهایت منجر به شکست پره استاتور گردیده است. به دنبال آن، پره روتور ردیف چهارم تحت تأثیر بارگذاری ضربه‌ای ناشی از برخورد با اجسام خارجی (FOD) دچار شکست شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Failure analysis of Stator and rotor blades of a gas turbine: Case Study

نویسندگان English

elham rajabi 1
kourosh Nemati Pour 2
1 Metallurgy department, Turbine machine middle east part supplier company, Tehran, Iran.
2 Metallurgy department, Turbine machine middle east part supplier company, Tehran, Iran.
چکیده English

In this study, the root causes of failure in the third-stage stator and the fourth-stage rotor blade of a gas turbine after 720 hours of operation were investigated. The initial fracture led to extensive damage to the remaining stationary and rotating blades. Fractographic examination and microstructural characterization were carried out using optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The results revealed that the primary failure mechanism was fatigue. Crack initiation occurred at voids formed due to improper repair procedures and incomplete brazing. The cracks originated and propagated from stress concentration sites located in the brazed regions containing cavities. Insufficient wettability of the filler metal resulted in inadequate penetration during the brazing process, leading to localized weak bonding. Subsequent crack propagation was intensified by cyclic loading mechanisms, ultimately causing complete fracture of the stator vane. Following the stator failure, the fourth-stage rotor blade fractured under impact loading induced by foreign object damage.

کلیدواژه‌ها English

Fracture surface
Gas turbine blade
Fatigue
Brazing
Foreign object damage

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 20 مرداد 1405