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Contenuto archiviato il 2024-04-30

Ceramic Components for Industrial Gas Turbines (CERCO)

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Nuovi metodi di analisi per nuovi componenti in ceramica

Prima di poter usare materiale in ceramica nei componenti fondamentali delle turbine a gas industriali, è necessario stabilirne l'affidabilità in condizioni di carico estreme. Nell'ambito del progetto CERCO, dei metodi di controllo con ultrasuoni sono stati applicati per la valutazione non distruttiva dei componenti in materiale composito a matrice ceramica (CMC), insieme al monitoraggio delle emissioni acustiche.

Parte della sfida affrontata era aumentare la temperatura di entrata ad oltre 1.400 gradi Celsius usando parti non raffreddate e determinare se i componenti in ceramica possono funzionare correttamente a temperature così estreme. In queste condizioni, le turbine a gas stazionarie potrebbero avere un aumento del 20% del rendimento termico e circa del 40% della potenza utile. Lo sviluppo di una serie completa di metodi di analisi per valutare se la ceramica è in grado di rispondere a delle condizioni di carico specifiche è stato quindi ritenuto essenziale dai partner del progetto CERCO. Un metodo di controllo con ultrasuoni innovativo è stato usato per stimare i componenti della matrice di rigidezza per i materiali composti ossido/ossido. La degradazione della rigidezza del materiale come funzione del tempo si potrebbe poi ottenere in condizioni simulate delle turbine a gas. Inoltre, sono state determinate le funzioni che governano l'accumulo di danno anisotropo dei materiali composti ossido/ossido nel tempo. Il monitoraggio continuo delle emissioni acustiche durante i test effettuati in condizioni quasi statiche è stato integrato con l'analisi di riconoscimento morfologico dei segnali di emissione acustica. I partner di progetto dell'Università di Patras in Grecia sono stati quindi in grado di completare la caratterizzazione dei meccanismi di avvio e progressione del danno e i modelli di guasto dei materiali composti ossido/ossido. Questi risultati potrebbero contribuire in maniera significativa ad accelerare lo sfruttamento della ceramica strutturale nei motori delle turbine a gas.

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