一种重型燃气轮机大尺寸单晶叶片蜡模支撑及杂晶控制方法
3D打印技术在燃气轮机叶片快速制造中的应用进展
3D打印技术在燃气轮机叶片快速制造中的应用进展【摘要】燃气轮机叶片是燃气轮机的核心部件，其制造质量直接影响着燃气轮机性能和寿命。
随着3D打印技术的不断发展，其在燃气轮机叶片制造中的应用也日益广泛。
本文首先介绍了燃气轮机叶片制造的重要性以及3D打印技术的发展背景，然后分析了3D打印技术在燃气轮机叶片制造中的优势，以及传统制造方法存在的问题。
接着介绍了基于3D打印技术的燃气轮机叶片制造研究现状，并列举了一些应用案例。
总结了3D打印技术在燃气轮机叶片制造中的重要性，展望了未来的发展前景。
通过本文的介绍，读者能够了解到3D打印技术在燃气轮机叶片制造领域的应用进展，以及其对未来的影响和意义。
【关键词】关键词：燃气轮机叶片制造、3D打印技术、应用进展、优势、问题、研究现状、案例、未来发展趋势、重要性、发展前景1. 引言1.1 燃气轮机叶片制造的重要性燃气轮机叶片是燃气轮机的核心零部件，其性能直接影响着燃气轮机的效率和可靠性。
叶片的制造质量和精度要求非常高，一旦叶片出现质量问题，将会对整个燃气轮机的性能产生严重影响，甚至可能引发事故。
燃气轮机叶片制造的重要性不言而喻。
传统的燃气轮机叶片制造方法主要包括铸造、机械加工等，这些方法存在着生产周期长、成本高、加工精度难以保障等问题。
而随着3D打印技术的发展和普及，它已经逐渐成为燃气轮机叶片制造的一种重要方法。
3D打印技术可以实现复杂结构叶片的快速制造，大大缩短生产周期，降低生产成本，提高加工精度，为燃气轮机叶片制造带来了革命性的变革。
1.2 3D打印技术的发展背景3D打印技术，又称为增材制造技术，是一种通过逐层堆叠材料来制造实体物体的制造方法。
自20世纪80年代初以来，随着材料科学、计算机技术和机械工程的不断进步，3D打印技术迅速发展，并在各个领域得到广泛应用。
3D打印技术最早起源于美国麻省理工学院，最初只能用于制造简单的塑料零件。
随着技术的进步，3D打印技术逐渐扩展到金属、陶瓷、生物材料等多种材料的制造领域，应用范围也不断扩大。
燃气轮机叶片断裂故障诊断方法研究
燃气轮机叶片断裂故障诊断方法研究发布时间：2021-06-09T02:52:02.458Z 来源：《福光技术》2021年4期作者：王成宇[导读] R&R 公司作为国际著名动力系统供应商，在工程上应用数据驱动技术已经使得其获益颇多。
广东大唐国际肇庆热电有限责任公司广东肇庆 526105摘要：叶片作为燃气轮机的核心部件，长期工作在高压、高转速、高温等恶劣条件下，发生故障的概率很高。
叶片断裂是其中的一种典型故障模式，燃气轮机叶片一旦发生断裂，不仅使整机性能下降，同时高速飞出的断裂叶片会打伤后级叶片等转子部件及机匣等静子部件，引发碰摩、抱轴卡滞甚至着火等二次故障，严重威胁燃气轮机的安全可靠运行。
对燃气轮机叶片状态进行监测，实时分析叶片状态，是保证燃气轮机安全可靠运行的重要手段。
关键词：燃气轮机；叶片断裂；故障诊断方法1国内燃气轮机控制系统的发展现状分析国外各个科研机构针对燃气轮机控制系统的研究与国内具有很大相似性，而且许多外文学术成果是国内科研单位产生。
对 ASME 近五年关于燃气轮机控制系统的相关会议论文进行整理和粗略统计，文章标题中的有效高频词按照使用次数从大到小可排列为：模型 / 建模、控制、诊断、监测、传感器、故障、健康、检测和预测。
其中比较有代表性的工作有：Samuel Cruz-Manzo 建立了双轴工业燃气轮机性能分析的热力学瞬态模型，CodyW.Allen 研究了用于故障检测的降阶线性燃气轮机模型。
Amit Pandey 开展了燃气轮机模型预测控制，Alex Tsai 开展了混合固体氧化物燃料电池燃气轮机发电机模拟器的多模型自适应控制，Y.G.Li 等人开展了基于人工神经网络的燃气轮机功率设定传感器故障检测和调节。
Gbanaibolou Jombo 开展了燃气轮机传感器故障自动诊断、Moritz Lipperheide 针对重型燃气轮机的长期 NOx 排放特性设计了一种基于模型的监测和诊断方法，Xiao jun Li 基于神经网络增强模糊逻辑专家系统的旋转机械监测与故障诊断方法。
涡轮叶片气膜孔加工技术及其发展
涡轮叶片气膜孔加工技术及其发展涡轮是中热负荷和机械负荷最大的部件，涡轮叶片的工作环境尤为恶劣，在发动机循环中，它承受着燃烧后的高温高压燃气冲击，其制造技术也被列为现代航空发动机的关键技术。
发动机性能很大程度上取决于涡轮进口温度的高低，它受涡轮叶片材料的限制。
对这些部件进行连续不断的冷却，可以允许它们的工作环境温度超过材料的熔点，这样仍能安全可靠的工作，气膜冷却技术是具有代表性的重要结构改进之一，大大提高了发动机的性能，同时也对气膜孔加工技术提出了更高的要求。
随着制造技术的发展，气膜孔加工新技术也不断出现，在传统的激光打孔（Laser）、电火花高速打孔（EDM）、电化学打孔（ECM）等加工方法的基础上，又发展了激光电火花复合打孔、电解电火花复合打孔等新工艺，去除重熔层技术在磨粒流的基础上，又发展应用了化学研磨技术、电解质- 等离子加工等新技术，为提高涡轮叶片气膜孔加工质量、技术水平和生产效率做出了重要贡献。
气膜冷却技术的发展和应用据统计，涡轮前温度平均每年升高25K，其中约15K是依靠冷却技术的进步取得的。
在过去的三、四十年中，涡轮进口温度提高了大约450K。
其中70%是由于涡轮工作叶片和导向叶片的高效冷却设计取得的，而另外30% 应归于高温合金和铸造加工工艺的改进。
随着航空发动机技术的发展，出现了许多先进的涡轮叶片冷却技术，其发展趋势如图1所示。
提高涡轮进口温度是增大和提高发动机推力与推重比的重要手段。
在材料耐温能力有限的前提下，涡轮叶片冷却技术成为了提高涡轮进口温度、保证涡轮在高温环境下可靠工作的可行且高效的途径。
为此，世界航空发动机设计与制造商研究和开发了大量的涡轮叶片冷却技术，成功地验证和应用了冲击、对流、气膜、复合冷却、铸冷和超冷等叶片技术，并且在提高涡轮进口温度（进而提高涡扇发动机的性能）方面取得了很好的效果。
图2为涡轮叶片及其内部冷却通道的形式图。
气膜孔加工技术气膜冷却技术的主要结构特点是在涡轮叶片前缘、叶身型面等部位设计了大量的气膜孔，孔径一般在0.2~0.8mm，空间角度复杂。
CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片典型损伤模型建立、外来物损伤分析、检测方法及修复方式研究
CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片典型损伤模型建立、外来物损伤分析、检测方法及修复方式研究目录摘要 (6)Abstract ...................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论. (7)1.1 研究背景及意义 (7)1.2 航空燃气涡轮发动机叶片建模 (10)1.3 发动机叶片损伤的检测方法对比研究 (11)1.4 外来物损伤分析 (11)1.5 航空燃气涡轮发动机叶片的修复方式研究 (12)第二章CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片建模 (12)2.1 数据测量 (13)2.2 建模过程 (16)2.3 带损伤叶片的成品展示及危害性介绍 (23)第三章航空燃气涡轮发动机叶损伤检测方法研究 (30)3.1 目前的无损检测方式分类 (31)3.2 各种无损检测方式优缺点分析 (35)3.3 无损检测技术在发动机检测中的运用 (44)第四章航空燃气涡轮发动机叶片外来物损伤 (45)4.1 鸟类等软物撞击的损伤 (46)4.2 硬物撞击对叶片的损伤 (47)第五章航空燃气涡轮发动机叶片的修复方式研究 (49)5.1 目前常用的一些修复方法 (50)5.2 常用修复方法的优缺点对比 (51)5.3 目前叶片修复面临的难题 (52)5.4 航空发动机叶片修复再制造的一般流程 (52)参考文献 (53)致谢............................................................................................................................................. 错误!未定义书签。
地面重型燃气轮机及其热障涂层的研究进展与发展趋势
地面重型燃气轮机及其热障涂层的研究进展与发展趋势
邹兰欣;常辉;高明浩;崔凤静;张甲;徐娜;常新春
【期刊名称】《中国表面工程》
【年(卷),期】2024(37)1
【摘要】国际公认的重型燃气轮机制造尖端技术之一—热障涂层技术,高温下通常面临CMAS(CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2))腐蚀、氧化、相变与烧结等问题,其抗CMAS腐蚀性等关键性能极大地影响涂层寿命,提高热障涂层的性能刻不容缓。
对重型燃气轮机用热障涂层的研究进展与发展趋势进行全面总结与分析。
首先介绍国内外重型燃气轮机的现状及发展趋势、热障涂层的系统结构、材料和几种典型的制备工艺,然后针对高温下燃气轮机热障涂层遇到的一些问题,对其隔热性、抗氧化性及抗热震性等关键性能的研究进展进行综述,最后分类详述热障涂层的CMAS腐蚀机理及其防护研究进展。
综述热障涂层的几种关键性能,提出热障涂层的性能与其材料、结构及制备工艺密切相关,据此总结归纳提高热障涂层性能的方法,为热障涂层性能的提高提供参考依据,以弥补燃气轮机热障涂层领域目前缺乏这类综述文章的不足。
【总页数】23页(P18-40)
【作者】邹兰欣;常辉;高明浩;崔凤静;张甲;徐娜;常新春
【作者单位】中国科学院金属研究所;中国科学技术大学材料科学与工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TG174
【相关文献】
1.三菱重工地面燃气轮机热障涂层研究进展
2.重型燃气轮机用
La2(Zr0.7Ce0.3)2O7/YSZ双层热障涂层热循环性能研究3.重型燃气轮机高温叶片热障涂层烧结问题研究进展4.燃气轮机热障涂层的研究现状与发展趋势5.重型燃气轮机透平叶片热障涂层的高温氧化寿命预测
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一种重型燃气轮机大尺寸单晶叶片蜡模支撑及杂晶控制方
法
重型燃气轮机是现代工业中的重要动力设备，其关键部件——单晶叶片的制造质量直接影响到整个燃气轮机的性能和寿命。
在大尺寸单晶叶片的铸造过程中，蜡模支撑和杂晶控制是两项关键技术。
本文将详细介绍一种重型燃气轮机大尺寸单晶叶片蜡模支撑及杂晶控制方法。
一、蜡模支撑方法
1.采用高精度数控加工技术制作蜡模，确保蜡模的尺寸精度和表面质量。
2.设计专用蜡模支撑结构，该结构由高强度、耐高温的合金材料制成，具有足够的刚度和稳定性。
3.支撑结构采用可调节式设计，可根据蜡模的尺寸和形状进行调整，确保蜡模在铸造过程中保持稳定。
4.在蜡模与支撑结构之间设置防粘层，防止蜡模与支撑结构粘连，降低蜡模损坏的风险。
5.采用加热装置对蜡模进行预热，以提高蜡模的强度和减小蜡模在铸造过程中的热应力。
二、杂晶控制方法
1.优化熔炼工艺，提高熔炼温度，缩短熔炼时间，减少杂晶形成的可能性。
2.在熔炼过程中添加适量的晶核剂，促进单晶生长，抑制杂晶生成。
3.采用电磁搅拌技术，改善熔体流动性，使熔体中的杂质和晶核分布更加
均匀，降低杂晶形成的风险。
4.控制铸造过程中的冷却速率，避免过快的冷却速率导致杂晶生成。
5.对铸造后的叶片进行热处理，消除残余应力，改善晶体结构，提高单晶叶片的性能。
三、总结
本文介绍的重型燃气轮机大尺寸单晶叶片蜡模支撑及杂晶控制方法，通过优化蜡模支撑结构和熔炼工艺，有效提高了单晶叶片的制造质量。
该方法具有以下优点：
1.提高了单晶叶片的尺寸精度和表面质量。
2.降低了蜡模损坏的风险，提高了生产效率。
3.有效控制了杂晶的形成，提高了单晶叶片的性能。
4.适用于大尺寸单晶叶片的制造，具有良好的工程应用前景。