محققان ORNL برای پیشرفت در تعمیرات موتور جت شناخته شدند

محققان آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) وزارت انرژی با دریافت جایزه بهترین مقاله سال مجله جوشکاری 2023 توسط انجمن جوش آمریکا مفتخر شدند. کار این تیم در تعمیر قطعات موتور جت با کارایی بالا با استفاده از ساخت افزودنی، جایزه معتبر یادبود Warren F. Savage را که در نمایشگاه FABTECH 2024 در اورلاندو، فلوریدا ارائه شد، به ارمغان آورد.

تیم تحقیقاتی برنده جایزه شامل دانشمند سابق مواد ORNL، نیانث سریدهان، اکنون در لینکلن الکتریک هند، دانشمند مواد محاسباتی ORNL، یوسب لی و همکار فنی برایان جردن بودند.

لی گفت: "به رسمیت شناخته شدن توسط انجمن جوشکاری آمریکا، یک سازمان معتبر جهانی با بیش از 70000 عضو، افتخاری فوق العاده است." "این قدردانی بر اهمیت کار ما در پیشبرد تولید افزودنی برای کاربردهای حیاتی هوافضا تاکید می کند."

مقابله با ترک در آلیاژهای با کارایی بالا

تحقیقات این تیم، استفاده از رسوب مستقیم انرژی پودر لیزری (Laser-powder DED)، یک تکنیک تولید افزودنی، برای تعمیر سوپرآلیاژ γ'IN-100 بالا را بررسی کرد. این ماده که به طور گسترده در توربین های گازی به دلیل توانایی آن در تحمل دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد، به ویژه در هنگام تعمیرات مستعد ترک خوردن است، به ویژه در بخش داغ موتورهای جت که دما و فشار احتراق در اوج خود هستند.

محققان ORNL از طریق ترکیبی از شبیه سازی های کامپیوتری پیشرفته و تجزیه و تحلیل عمیق مواد، روشی را برای کاهش قابل توجه حساسیت به ترک ایجاد کردند. این مطالعه بر کنترل تنش های پسماند ناشی از حرارت و بهینه سازی دمای پیش گرم برای منطقه تعمیر متمرکز بود.

همکاری با شرکت هواپیمایی دلتا

این تیم با همکاری خطوط هوایی دلتا نشان داد که چگونه این شرایط کنترل شده می تواند قابلیت اطمینان و طول عمر قطعات IN-100 را بهبود بخشد.

لی توضیح داد: «مدیریت همزمان دمای پیش گرم، شرایط تولید و تنش های پسماند ناشی از حرارت، چالش مهمی بود. تلاش های تیم منجر به کاهش چشمگیر حساسیت به ترک خوردگی شد و راه را برای تعمیرات ایمن تر و بادوام تر در برنامه های کاربردی با کارایی بالا هموار کرد.

این تحقیق در تأسیسات نمایشی ساخت ORNL انجام شد و توسط دفتر ساخت پیشرفته وزارت انرژی ایالات متحده پشتیبانی شد.

گسترش کاربرد تعمیرات افزودنی

لی ابراز امیدواری کرد که به رسمیت شناختن این کار منجر به پیشرفت های بیشتر در استفاده از ساخت افزودنی برای صنایع هوافضا و سایر صنایع شود.

او گفت: "ما می خواهیم این رویکرد را به هندسه های پیچیده تر و برنامه های کاربردی دنیای واقعی گسترش دهیم." "هدف ما کمک به بهبود روند تعمیر توربین های گازی و فراتر از آن است."
این تحقیق بر تعهد ORNL به پرداختن به چالش های تولیدی حیاتی، کمک به پیشرفت در تولید مواد افزودنی و تقویت همکاری بین دولت و صنعت تاکید می کند.

منبع: ornl.gov