HISTOIRES DE RÉUSSITE DU GRENAILLAGE DE PRÉCONTRAINTE POUR LES TURBOMACHINES / PRODUCTION D'ÉNERGIE

Aubes et Augets de Turbine

Un environnement de frottement très courant est le pied en queue d'aronde des aubes de turbomachines. Le grenaillage de précontrainte est couramment utilisé pour prévenir les défaillances par frottement de ces pieds. Les pieds d'aube ont une forme caractéristique en sapin. L'ajustement serré couplé à des conditions de charge exigeantes nécessitent que les surfaces soient grenaillées pour prévenir les défaillances associées au frottement. De nombreux pieds d'aubes de turbine et de compresseur sont grenaillés en tant que pièces OEM et re-grenaillés lors de la révision pour restaurer les débits de fatigue autrement perdus par frottement. Les disques ou roues qui supportent les aubes doivent également être grenaillés.

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Applications de Production

Le grenaillage de précontrainte a prouvé son efficacité pour prolonger la durée de vie en service et améliorer les performances des composants métalliques en les protégeant contre la fatigue, la fatigue par frottement, la fissuration par corrosion sous contrainte et une variété d'autres mécanismes de défaillance. Voici quelques-unes de ces histoires de réussite pour les applications de turbomachines / production d'énergie :

• Réchauffeurs d'Eau d'Alimentation
• Accouplements à Diaphragme
• Aubes et Augets de Turbine

Réchauffeurs d'Eau d'Alimentation

De grandes fissures de fatigue thermique ont été découvertes dans huit réchauffeurs d'eau d'alimentation haute pression utilisés dans une application de production d'énergie. Ces unités fonctionnaient dans un environnement à température élevée et de fatigue thermique. Les démarrages et arrêts causaient la fatigue thermique. Le fonctionnement en régime permanent était à 480-660 °F (250-350 °C). Les fissures étaient circonférentielles dans la zone affectée thermiquement de la soudure entre la chambre d'eau et la plaque tubulaire. La fissuration par fatigue a été attribuée à des années de service et 747 démarrages et arrêts de l'unité. Cela a suscité des inquiétudes quant à la durée de vie restante des unités. Les emplacements fissurés ont été usinés et grenaillés. Les inspections ultérieures ont montré qu'aucune fissure de fatigue supplémentaire ne s'est développée après cinq ans de service et 150 cycles de démarrage et d'arrêt.

Accouplements à Diaphragme

Les accouplements à diaphragmes métalliques sont souvent utilisés dans les applications de turbomachines. Ces accouplements compensent le désalignement du système par la flexion. Cette flexion, ou charge cyclique, soulève des préoccupations quant aux ruptures par fatigue. Les chercheurs ont conclu que le procédé d'usinage électrochimique (UÉC) produit des pièces géométriquement quasi-parfaites. Cependant, ils ont constaté lors d'observations au microscope électronique à balayage que de petites cavités se développaient parfois à la surface d'une pièce en raison de l'UÉC. Ces cavités génèrent apparemment des concentrations de contraintes qui conduisent à des défaillances prématurées. Le grenaillage de précontrainte après l'UÉC a permis de surmonter cette déficience et a considérablement amélioré la limite d'endurance des accouplements à diaphragmes.

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