روش ساخت پره های توربین

یکی از مهمترین مراحل تولید توربین ها گازی و بادی ساخت پره‌های توربین میباشد، زیرا این پره‌ها بر بازدهی، طول عمر و کارایی توربین تاثیر مستقیمی دارند. مراحل ساخت پره‌های توربین به نوع توربین (بادی یا گازی)، مواد استفاده شده و تکنولوژی به کار رفته بستگی دارد.در ادامه با انواع روش ساخت پره های توربین اشنا میشویم.

ساخت پره‌های توربین بادی

پره‌های توربین بادی معمولاً از مواد سبک و مقاوم ساخته می‌شوند، مانند کامپوزیت‌ها (فایبرگلاس و کربن)، زیرا این پره‌ها باید تحمل بارهای سنگین باد را داشته باشند و در عین حال سبک باشند تا بهره‌وری توربین افزایش یابد.

مراحل ساخت پره‌های توربین بادی:

1. طراحی پره‌ها:
   • ابتدا با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی مهندسی (مانند CAD) شکل دقیق پره‌ها طراحی می‌شود. در این مرحله، ویژگی‌هایی مانند انحنای پره، طول، ضخامت، و زاویه حمله تعیین می‌شوند تا عملکرد پره در جریان باد بهینه شود.
2. انتخاب مواد:
   • مواد اصلی برای پره‌های توربین بادی شامل فایبرگلاس، فیبر کربن، و پلیمرهای تقویت شده با فیبر هستند. این مواد به دلیل وزن سبک و مقاومت بالایشان انتخاب می‌شوند.
3. قالب‌گیری:
   • قالب‌های بزرگ و پیچیده‌ای ساخته می‌شوند که معمولاً از دو قسمت تشکیل شده‌اند: یک بخش برای سطح جلویی و یک بخش برای سطح پشتی پره.
   • لایه‌های مواد (فایبرگلاس یا فیبر کربن) به دقت در قالب قرار داده می‌شوند و سپس مواد رزینی یا اپوکسی روی آن‌ها اعمال می‌شود تا این لایه‌ها به هم متصل شوند.
4. پرس و پخت:
   • قالب‌های حاوی مواد تحت فشار و دما قرار می‌گیرند تا مواد کاملاً به هم بچسبند و ساختار محکمی شکل بگیرد. این مرحله معمولاً در دما و فشار بالا انجام می‌شود و باعث می‌شود رزین به خوبی پخته و محکم شود.
5. اتصال دو بخش پره:
   • پس از پخت، دو نیمه پره (جلویی و پشتی) به هم متصل می‌شوند. این کار با استفاده از چسب‌های قوی و گیره‌های مکانیکی انجام می‌شود تا یکپارچگی ساختاری پره تضمین شود.
6. پرداخت نهایی:
   • پس از اتصال دو نیمه، پره پرداخت و صاف می‌شود تا هرگونه ناصافی و اضافات برداشته شود. سپس سطح پره رنگ‌آمیزی یا پوششی داده می‌شود تا در برابر شرایط محیطی مانند رطوبت و اشعه UV مقاوم باشد.
7. تست و کنترل کیفیت:
   • پره‌های ساخته شده تحت تست‌های دقیق استاتیکی و دینامیکی قرار می‌گیرند تا مطمئن شوند که می‌توانند در شرایط عملیاتی واقعی عملکرد مناسب داشته باشند.

ساخت پره‌های توربین گازی

پره‌های توربین گازی معمولاً از مواد بسیار مقاوم به حرارت (آلیاژهای پایه نیکل یا سرامیک‌های پیشرفته) ساخته می‌شوند، زیرا این پره‌ها در دماهای بسیار بالا (بالای ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد) کار می‌کنند. فرآیند ساخت پره‌های توربین گازی بسیار پیچیده‌تر و دقیق‌تر از پره‌های بادی است.

مراحل ساخت پره‌های توربین گازی:

1. طراحی اولیه:
   • طراحی پره‌های توربین گازی با استفاده از نرم‌افزارهای مهندسی پیشرفته انجام می‌شود تا علاوه بر بهره‌وری بالا، توانایی تحمل دما و فشار زیاد نیز داشته باشند.
2. انتخاب مواد:
   • پره‌های توربین گازی از آلیاژهای پایه نیکل یا کبالت ساخته می‌شوند که دارای مقاومت حرارتی بالا و استحکام مکانیکی هستند. در برخی موارد از مواد سرامیکی پیشرفته برای مقاومت بیشتر در دماهای بالاتر استفاده می‌شود.
3. قالب‌گیری و ریخته‌گری:
   • پره‌های توربین گازی معمولاً از طریق فرآیند ریخته‌گری دقیق ساخته می‌شوند. در این روش ابتدا یک قالب از جنس موم به شکل پره تولید می‌شود و سپس این قالب در یک پوسته سرامیکی پوشیده می‌شود. بعد از آن، موم ذوب می‌شود و فضای خالی درون پوسته ایجاد می‌شود.
   • سپس فلز مذاب (آلیاژ نیکل یا سرامیک) به داخل این قالب ریخته می‌شود و پس از سرد شدن، پوسته سرامیکی شکسته می‌شود تا پره فلزی خارج شود.
4. پردازش حرارتی:
   • پره‌های ریخته‌گری شده برای افزایش خواص مکانیکی و مقاومت به دمای بالا، تحت عملیات حرارتی خاصی قرار می‌گیرند. در این مرحله ممکن است از فرآیندهای پخت و خنک‌سازی کنترل‌شده استفاده شود.
5. ایجاد کانال‌های خنک‌کننده:
   • در پره‌های توربین گازی، کانال‌های خنک‌کننده داخلی تعبیه می‌شود تا بتوانند دمای بالا را تحمل کنند. این کانال‌ها به جریان هوا اجازه می‌دهند که از داخل پره عبور کند و آن را خنک نگه دارد.
6. پوشش‌دهی:
   • برای مقاومت بیشتر در برابر حرارت و اکسیداسیون، سطح پره‌ها با لایه‌های محافظتی (مانند پوشش‌های سرامیکی مقاوم به حرارت) پوشش داده می‌شود. این پوشش‌ها مانع از خراب شدن پره در دماهای بسیار بالا می‌شوند.
7. تست و بازرسی نهایی:
   • پره‌های ساخته شده باید تحت تست‌های دقیق شامل تست‌های غیرمخرب (مانند تست اشعه X و تست اولتراسونیک) و تست‌های عملکردی قرار گیرند تا اطمینان حاصل شود که می‌توانند در شرایط عملیاتی واقعی بدون مشکل کار کنند.

نتیجه‌گیری:

فرآیند ساخت پره‌های توربین (چه بادی و چه گازی) یک فرآیند پیچیده و دقیق است که نیاز به دانش و مهارت‌های پیشرفته در زمینه‌های مهندسی، مواد و طراحی دارد. این پره‌ها باید به گونه‌ای طراحی و ساخته شوند که بتوانند در شرایط سخت و بحرانی به خوبی عمل کنند و عملکرد بهینه توربین را تضمین کنند.همچنین علاوه بر ساخت، تعمیر پره توربین ها از حساسیت های بالایی برخوردار است.میتوانید با کارشناسان ما برای اطلاعات بیشتر تماس حاصل فرمایید.