Zastosowanie rentgenowskiej metody pomiaru naprężeń w diagnostyce przyczyny pękania elementu spawanego turbiny gazowej

• Autorzy: Szymański Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.26357/BNID.2022.001

Warianty tytułu

EN

Application of the X-ray method of stress measurement in the diagnosis of the cause of cracking of the welded element of the gas turbine conveyor after a fire

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodykę diagnostyki przyczyn pękania detalu turbiny gazowej w miejscu połączenia spawanego dwóch stopów żarowytrzymałych. Wykonano rozkład naprężeń w okolicy złącza spawanego po wykonaniu elementu, co pozwoliło określić przyczynę pękania. Próby wyżarzania i odprężania wibracyjnego, nie przyniosły spodziewanych efektów. W dalszej części pracy przeprowadzono pomiary naprężeń łączonych spoiną elementów detalu na kolejnych etapach jego wytwarzania, co pozwoliło na określenie, w którym momencie produkcji powstają krytyczne naprężenia będące przyczyną przedwczesnego pękania w czasie pracy turbiny. Poprawa technologii produkcji eliminująca niekorzystny rozkład naprężeń pozwoliła na uzyskanie oczekiwanego czasu pracy turbiny bez awarii.

EN

The paper presents the methodology of diagnostics of the causes of cracking of a gas turbine detail in the place of a welded joint of two heat-resistant alloys. The stress distribution in the area of the welded joint was made after the element was made, which allowed to determine the cause of the cracking. Attempts at annealing and vibration stressing did not bring the expected results. In the further part of the work, measurements of the stresses of the elements connected by welding were carried out at subsequent stages of its production, which allowed to determine at which point in production critical stresses arise, which cause premature fracture during the operation of the turbine. The improvement of the production technology eliminating the unfavourable stress distribution allowed to obtain the expected working time of the turbine without failure.

Słowa kluczowe

PL

naprężenia własne; pomiar naprężeń; diagnostyka; pękanie

EN

residual stresses; stress measurement; diagnostics; cracking

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Badania Nieniszczące i Diagnostyka
• Rocznik: 2022
• Tom: 1-4
• Strony: 8--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., wykr.

Twórcy

autor

Szymański Wojciech

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metali Nieżelaznych Oddział w Skawinie

Bibliografia

• [1] E. Kula, V. Weiss, „Residual Stress and Stress Relaxation”, 1982 Plenum Press New York.
• [2] I.C. Noyan, J.B. Cohen, „Residual Stress Measurment by Diffraction and Interpretation”, Springer-Verlag New York 1987.
• [3] A. Pszonka, J. Ziaja, „Rentgenograficzne metody pomiaru naprężeń”, Prace Naukowe Instytutu Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1971.
• [4] W. Szymański, M. Lech-Grega. „Validation of the X-Ray Stress Measurement Method” Advances In Materials Science (ISSN: 1730-2439), Vol.42, No.4, 2014.
• [5] M. Lech-Grega, A. Kłyszewski, „Aparat Strainflex PSF-2M do pomiaru naprężeń własnych i austenitu szczątkowego”, Hutnik, lipiec 1991
• [6] M. Lech-Grega, W. Szymański, „Zastosowanie rentgenowskiej metody pomiaru naprężeń własnych w badaniach nieniszczących.”, XVI Sesja naukowa okrętowców cz. II str.137, Szczecin-Dziwnówek, 1994.
• [7] M. Lech-Grega, W. Szymański, „X-Ray Residual Stress Measurement in 7020 Alloy Welded Joints”, 2003 TMS 132nd Annual Meeting & Exhibition, San Diego, California, USA
• [8] M. Lech-Grega, K. Mazurkiewicz, W. Szymański, „Zmęczenie materiału a stan naprężeń własnych w obszarze okołospoinowym złącz spawanych ze stopu AlZnMg”. Krajowa Konferencja Dobór i eksploatacja materiałów inżynierskich Jurata, 22-25 września 1997.
• [9] M. Lech-Grega, J. Kusnerz, W. Szymański, „Naprężenia własne w złączach spawanych ze stopu AlZnMg”, VII Ogólnopolska Konferencja pt. Metale Nieżelazne w Przemyśle Okrętowym; Szczecin Międzyzdroje , 12-14 września 1996, Mat. Konf. str. 115-122 .
• [10] L. Fajkiel., M. Lech-Grega, W. Szymański, „Naprężenia własne w warstwie wierzchniej formy ciśnieniowej pod wpływem oddziaływań ciekłego stopu aluminiowego”, Konf. Naukowa Nowe Materiały – Nowe Technologie Materiałowe w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym Szczecin-Świnoujście, wrzesień 1998.
• [11] A. Jurcius, A.V. Valiulis, O. Cernasejus, K.J. Kurzydłowski, A. Jaskiewicz, M. Lech-Grega, „Influence of wibratory stress relief on residual stresses in weldment and mechanical properties of structural steel joint”, Vibromechanika, Journal of Vibroenergineering, March 2010, vol. 12, str.133-141.
• [12] W. Szymański, M. Lech-Grega, M. Gawlik, „Ocena stanu naprężeń szczątkowych w warstwie nawęglanej kół zębatych”, Sprawozdanie IMN nr 7066/II/2013.
• [13] W. Szymański, „Opracowanie metody oceny skuteczności obróbki wielkogabarytowych odlewów z żeliwa EN-GJS-500-7”, Sprawozdanie IMN nr 7255/14.
• [14] W. Szymański, M. Lech-Grega, M. Gawlik, „Ocena zmian stanu naprężeń w taśmie ze stali nierdzewnej w trakcie procesu prostowania”, Sprawozdanie IMN nr 7254/14.
• [15] W. Szymański, „Ocena wpływu obróbki skrawaniem i obróbki cieplnej na stan naprężeń w walcach ze staliwa L 200HNM”, Sprawozdanie IMN nr. 7441/15.
• [16] Wojciech Szymański, Marzena Lech-Grega, Maciej Gawlik, Adam Kokosza, Adam Chochorowski, „Measurement of residual stresses in hot-rolled steel sheets for laser cutting”,Computer Methods in Materials Science, Krynica; 11-15 stycznia 2015, str. 251-257.
• [17] A. Milenin, R. Kuziak, M .Lech-Grega, A. Chochorowski, S. Witek, M. Pietrzyk, „Numerical modeling and experimental identification of residual stresses in hot-rolled strips”; Archives of Civil and Mechanical Engineering 16 ( 2016 ) 125 – 134.
• [18] W. Szymański, „Pomiar naprężeń własnych w osiach kolejowych metodą rentgenowską wg PN-EN 13261+A1 2011”, Badania nieniszczące i diagnostyka, vol. 4, str. 23-26, 2018.
• [19] https://eneria.pl/blog/turbina-gazowa-czym-jest-i-jak-dziala

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).