توربین به علت دمای بالایی که وجود دارد بعد از یک مدتی دچار تخریب می‌شود و عوامل مخرب اثر تخریبی روی توربین می‌گذارند که وقتی این اتفاق می افتد دو حالت می‌توانیم اثر این تخریب‌ها را خنثی کرده و جلوی آنها گرفت یکی اینکه می‌توانیم از طریق روش بازسازی این کار را به سرانجام برسانیم و دیگری اینکه می‌توانیم قطعه یا قسمتی که دچار تخریب شده را تعویض کنیم. بازسازی که گفته شد به این شکل است که می‌توانیم یا از طریق جوشکاری و یا از طریق بریز (لحیم کاری) این کار را نیز انجام دهیم. روش لحیم کاری یک سری مزایا دارد که مزیت‌های آن این است که به دلیل اینکه حرارت ورودی آن یکنواخت است می‌توانیم از فلز پرکننده فلز گاما پرایم استفاده کنیم، این درحالی است که از فلز گاما پرایم در روش جوشکاری نمی‌توانیم استفاده کنیم. بعضی از قسمت‌های پره¬های توربین هستند که به دلیل آنکه هزینه تعویق زیاد می‌باشد باید حتماً از فاز گاما پرایم استفاده کنیم. می توانید این پروژه مهندسی رشته تکنولوژی جوشکاری را به صورت فایل word دانلود نمایید.
مقدمه
همان گونه که در ادامه این پروژه به معرفی کامل توربین‌های گازی می‌پردازیم در مورد کارکرد توربین‌ها و اجزای ان وچگونگی نگهداری از انها خواهیم پرداخت. توربین‌ها به دلیل شرایط کاری شامل دما و حرارت کاری توربین در حین کار که حدود 500 تا 1000 درجه سانتی گراد است ودمای بالا می‌باشد نمی‌توان ازهر نوع آلیاژی برای پره‌های ان استفاده کرد زیرا در این دما باعث اعوجاج می‌شود. تنها آلیاژی که می‌توان این دما را تحمل کرد و دچار تخریب نشود آلیاژهای پایه نیکل می‌باشند.
آلیاژهای پایه نیکل جز آلیاژهای گران قیمت هستند. یکی از علت‌های قیمت بالای این آلیاژها استحکام عالی این آلیاژ در دمای بالا می‌باشد. درزمان استفاده از این آلیاژ درساخت پره‌های توربین باید به این نکته دقت کرد که بعد از گذشت یک دوره کاری این پره‌ها مثلاً 800 تا 10000 ساعت کاری دچار آسیب و تخریب می‌شوند این آسیب‌ها شامل خزش. خستگی. برخورد ذرات ثانویه می‌باشد. برای رفع این آسیب‌ها عموماً دوروش مرسوم است. روش اول تعویض کلی قطعه است و روش دیگری‌ترمیم یابازسازی قطعه معیوب است. از انجای که گفته شد این آلیاژها از قیمت بالای برخوردار هستند تعویض کلی قطعه صرفه اقتصادی ندارد در این صورت روش بازسازی قطعه مرسوم‌تر و باصرفه‌تر می‌باشد بخواهیم تعویض انجام دهیم حال برای بازی و ترمیم توربین از دو روش می‌توان استفاده کرد که این دو روش جزء روش‌های اصلی و پایه می‌باشد: 1) جوشکاری و 2) لحیم کاری روش اول که جوشکاری می‌باشد می‌تواند شامل جوشکاری لیزر و TIG باشد. در این روش حرارت ورودی که به قلعه داده می‌شود بسیار بالاست که همین حرارت ورودی بسیار بالا باعث می‌شود که آن قطعاتی که می‌خواهیم بازسازی و ترمیم کنیم دچار اعوجاج و ترک شود.
همچنین زمانیکه از روش جوشکاری استفاده می‌کنیم باید همزمان از یک فاز پر کننده در آن قسمت موردترمیم بهره ببریم که این فلز پر کننده باید با این فلز زیرلایه همخوانی داشته باشد و از جنس همان باشد از آنجایی که عامل استحکام دهنده در سوپر آلیاژها، فلز گاما پرایم می‌باشد و گاما پرایم یک نوع رسوب محسوب می‌شود بنابراین اگر بخواهیم آن را جوشکاری کنیم ترک برمی دارد یعنی اگر ان پودری که استفاده می‌کنیم گاما پرایم فاز استحکام دهنده¬اش باشد مثل اینکونل ۷۳۸ و اینکونل ۷۹۲ بطور ستایم ترک بر می‌دارد به همین خاطر برای جلوگیری از این شرک برداری از اینکونل ۶۲۵ نیز استفاده می‌کنند.
فهرست مطالب
فصل اول لحیم کاری سخت در باز سازی پره های توربین 1
1-1 مقدمه 2
1-2 اهداف 5
فصل دوم توربین های گازی 6
2-1-توربین گازی ( Gas Turbine) 7
2-1-1- اصول عملکرد توربین‌های گازی 7
2-1- 1-1- سه بخش اصلی توربین 10
2-1-1- 2- سیکل برایتون 10
2-1-1- 3- راندمان توربین 11
2-1-2- ورودی هوا 12
2-1-3- کمپرسور 14
2-1-3-1- کمپرسورهای سانتی فیوژ 14
2-1-3-2- کمپرسور جریان محور 15
2-1-4- پره‌های توربین گازی 18
2-1-4-1- پره‌های ثابت 18
2-1-4-2- پره‌های متحرک 22
2-1-4-3- مواد ساخت پره‌های توربین 25
2-1-5- تخریب پره توربین های گازی 27
2-1-6- نحوه قرار گیری و نصب پره های ثابت و متحرک 28
2-2-سوپر آلیاژ 29
2-2-1-آلیاژهای نیکل و کبالت 29
2-2-1- 1- ریز ساختار و خواص 30
2-2-2- آلیاژهای نیکل مس 30
2-2-3- سوپر آلیاژهای پایه نیکل 30
2-2-3-1-ترکیب شیمیایی و کاربردهای خاص 31
2-2-3-2- نقش کاربید ها در آلیاژهای پایه نیکل مقاوم به گرما. 32
2-2-3-3- انواع کاربیدها 32
2-2-4- سوپر آلیاژهای پایه نیکل - آهن 33
2-2-4-1- ترکیب شیمیایی و کاربرد خاص 33
2-2-4-2- ریزساختار 34
2-2-4-3- استحکام دهنده های محلول جامد. 34
2-2-4-4- رسوب سخت کننده ها 35
2-2-5- سوپر آلیاژهای پایه کبالت 35
2-2-5-1- ریز ساختار 36
2-2-5-2- زمینه آستنیتی 36
2-2-6-کاربید ها 37
2-2-6-1- ریزساختار 38
2-2-7- سوپر آلیاژهای پایه نیکل آهن 42
2-2-7-1- ترکیب شیمیایی و کاربرد خاص 42
2-2-7-2- ریز ساختار 43
2-2-7-3- زمینه استنیت 43
2-2-7-4- استحکام دهنده‌های محلول جامد 43
فصل سوم لحیم کاری 44
3-1- معرفی 45
3-2- فرآیندهای ترمیم هوای توربین 46
3-2-1- جوشکاری ذوبی 46
3-2-2- لحیمکاری رایج 47
3-3- فرآیندهای تعمیر شکاف پهن 48
3-4- مکانیسم انجماد ایزوترمال در فرآیند WGB 49
3-5- ریزساختار اتصالات WGB 50
3-6- فرآیندهای WGB به روش تجاری 53
3-6-1- روش‌ترمیم نفوذی فعال 53
فهرست جداول
جدول 2-1- ترکیب اسمی و کاربردهای خاص برخی از سوپر آلیاژهای پایه نیکل کارشده و ریخته شده 31
جدول 2-2- ترکیب شیمیایی و کاربردهای خاص سوپرآلیاژهای پایه نیکل - آهن 34
جد.ل 2-3- اختلاف قطر اتمی بین عناصر آلیاژی و نیکل در سوپرآلیاژهای پایه نیکل و تعداد حفره های الکترونی 41
فهرست اشکال
شکل 2-1- توربین گازی 7
شکل 2-2-سیلندر توربین گازی 8
شکل 2-3- ژنراتور الکتریکی 9
شکل 2-4- نمودار دما آنتروپی 10
شکل 2-5- نمودار فشار 11
شکل 2-6- توربین گازی 18
شکل 2-7- پره ثابت 19
شکل 2-8- الف – پره ثابت ردیف 1 توربین کمپرسور (CT)- توربین گازی Ruston-EM85 20
شکل 2-8- ب – پره ثابت ردیف 2توربین کمپرسور(CT)- توربین گازی Ruston-EM85 20
شکل 2-8- ج – پره ثابت ردیف 1 توربین قدرت(PT)- توربین گازی Ruston-EM85 21
شکل 2-8- د – پره ثابت ردیف 2 توربین قدرت(PT)- توربین گازی Ruston-EM85 21
شکل 2-9 – الف- پره ثابت(سگمنت) ردیف 1 توربین کمپرسور(CT) توربین گازی Solar-cenataur
شکل 2-9 – ب- پره ثابت(سگمنت) ردیف 1 توربین قدرت(PT) توربین گازی Solar-cenataur 22
شکل 2-10- توربین متحرک 23
شکل 2-11- پره متحرک ردیف 1 کمپرسور توربین (CT)- توربین گازی Solzer –Type 57 24
شکل 2-12- پره متحرک ردیف 1 کمپرسور توربین (CT)- توربین گازی Rolls Royce 24
شکل 2-13- الف- پره متحرک ردیف 1 کمپرسور توربین (CT)- توربین گازی Ruston-Tb4000 25
شکل 2-13- ب- پره متحرک ردیف 1 کمپرسور توربین (CT)- توربین گازی Ruston-Tb4000 25
شکل 2-14- قبل و بعد تخریب 27
شکل 2-15- تخریب بر اثر برخورد ذرات ثانوی 28
شکل 2-16- ریشه کاجی 28
شکل 2-17- قرارگیری پره روی دیسک 29
شکل 2-18- خطای چیدن در آلیاژ MAR-M509 مناطق تاریک کاربیدهای M23C6 در محل برخورد هستند. 37
شکل 2-19- خواص کششی در دمای بالا برای میله‌های آلیاژ 400 که نورد گرم و تابکاری شده است. 39
شکل 2-20-ساختار فاز گاما در سوپر آلیاژ پایه نیکل 40
شکل 3-1: نمونه‌ای از یک ردیف توربین یک ردیف سرویس دار از SGT6-5000F که ترک‌های نوک پیدا شده است. 46
شکل 3-2- جوشکاری ذوبی 47
شکل 3-3- فرایند شکاف پهن 48
نمودار 3-1- مکانیزم انجماد 1 49
نمودار 3-2- مکانیزم انجماد 2 50
شکل 3-4- مکانیزم انجماد 50
شکل 3-5- ریزساختار 51
شکل 3-6- ریز ساختار 52
شکل 3-7- ترمیم نفوذی فعال 53