Load hold time effect on crack propagation life of inconel 718 turbine disc

Abstract

Disk, gaz türbinli motorlardaki en kritik bileşenlerden biridir. Yüksek enerji taşır ve infilak halinde kontrol altına alınamaz. Katastrofik hata yaratacak en önemli faktörlerden biri disk üzerindeki çatlak ilerlemesidir. Disk infilakına neden olabilir. Bu çalışmanın amacı, yüksek sıcaklıkta ve sabit yük altında bekleme süresi parametresinin çatlak ilerlemesi üzerindeki etkisini göstermektir. Çatlak yayılma hızı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu düşünülmektedir. Bu çalışma, gaz türbinli motorlarda kritik bir parça olan disk parçası için hassas çatlak ilerleme analizi yapmak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Öncelikle disk malzemesi seçenekleri içinden yaygın olarak kullanılan Inco718 malzemesinin yüksek sıcaklıkta ve sabit yok altında bekleme süresi test sonuçları detaylı olarak incelenmiştir. Daha sonra eksenel simetriye sahip bir disk geometrisi için gerçek bir gaz türbinli motor çalışma koşullarını temsil eden bir analiz modeli oluşturulmuştur. Bu analiz sonuçlarından elde edilen sıcaklık ve gerilme verileri kullanılarak diskin çatlak ilerleme ömrü şirket içi bir çatlak hesaplama aracı ile hesaplanmıştır. İncelenen test sonuçları ve analiz çalışmaları, çatlak büyüme hızında yüksek sıcaklık ve daha uzun bekleme süresi değerlerinin önemli bir role sahip olduğunu göstermiştir.Disc is one of the most life critical component in gas turbine engines. It carries high energy and it cannot be contained if it bursts. One of the most important factors that will create catastrophic failure is the crack propagation on the disc. It can cause disc burst. The aim of this study is to show the hold time parameter effect on crack growth. It is thought to have a significant effect on the crack propagation rate. This study has been investigated in order to make precise crack propagation analysis for disc part, which is a critical part in gas turbine engines. First of all, the hold time test results for Inco718 material, which is widely used as a disc material, were examined in detail. Afterwards, an analysis model representing real engine operating conditions was established for a disc geometry with axial symmetry. Temperature and stress data which are obtained from these analysis results, the crack propagation life of the disc has been calculated with an in-house crack calculation tool. Examined test results and analysis studies showed that high temperature and longer hold time values ??have an important role in crack growth rate.