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El impacto de la temperatura en el color de superficie de las palas de turbina de gas calentadas en presencia de queroseno

Autores: Kuaszka, Artur; Bachnio, Józef; Borowczyk, Henryk

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

El impacto de la temperatura en el color de superficie de las palas de turbina de gas calentadas en presencia de queroseno


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Fiabilidad
Seguridad operativa
Turbina de gas
Procesos de mantenimiento
Método de diagnóstico
Material de las palas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La fiabilidad y la seguridad operativa de un motor de avión de turbina de gas son extremadamente importantes en términos de su funcionamiento. En el transcurso de la operación, estas turbinas soportan cargas complejas térmicas, mecánicas, aerodinámicas y químicas de los gases de escape. Debido a tales cargas, que actúan particularmente sobre las palas del rotor, sufren diversos daños. Por lo tanto, los procesos de mantenimiento se esfuerzan continuamente por mejorar los métodos de diagnóstico para aumentar la sensibilidad y la fiabilidad en la identificación de daños. El método de diagnóstico básico es uno visual, apoyado por un dispositivo optoelectrónico. Este solo permite determinar la existencia de un daño, por ejemplo, mecánico, térmico o químico. El grado de degradación del material de la pala de la turbina es muy difícil de evaluar de manera no destructiva durante la operación del motor. Hasta ahora, no se ha desarrollado un método de diagnóstico objetivo y, sin embargo, no destructivo que permita evaluar los cambios estructurales de la aleación de las palas. Por lo tanto, se planteó la tesis de que era posible aplicar el método visual y correlacionar sus resultados con los resultados de las pruebas de cambios microestructurales de las palas de la turbina de gas, lo que permitiría detectar fases tempranas de daño y evaluar su idoneidad. Las pruebas se llevaron a cabo con el método de laboratorio. Los autores recibieron nuevas palas del motor de turbina de gas SO-3 fabricadas con la aleación EI-867 WD y luego las sometieron a calentamiento en un horno de laboratorio, en un rango de temperatura de T = 1123-1523 K, en incrementos de 100 K. El enfriamiento tuvo lugar en el horno. Antes y después del calentamiento, las palas fueron sometidas a pruebas visuales. El color de la superficie de la pala es un síntoma diagnóstico que indica un cambio en la condición técnica de las palas. Las imágenes fueron analizadas utilizando un software desarrollado para el entorno MATLAB. Las características de la imagen de la superficie extraídas se presentan en forma de histogramas de distribución de brillo para los componentes de color individuales RGB (rojo, verde y azul) y escala de grises Sz. Se calcularon los parámetros del histograma: valor promedio, desviación estándar, valor máximo y su posición. Como consecuencia de los estudios realizados, se concluyó que un aumento en la temperatura de calentamiento de la pala conllevaba cambios en los colores RGB individuales y en la escala de grises (Sz) de sus imágenes de superficie, lo que indica la intensidad del sobrecalentamiento.

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