Исследователи ORNL отмечены за достижения в ремонте реактивных двигателей

Исследователи из Национальной лаборатории Оук-Ридж (ORNL) Министерства энергетики были удостоены награды «Статья года в журнале сварки 2023 года» от Американского общества сварки. Работа команды по ремонту высокопроизводительных компонентов реактивных двигателей с использованием аддитивного производства принесла им престижную Мемориальную премию Уоррена Ф. Сэвиджа, врученную во время выставки FABTECH 2024 в Орландо, штат Флорида.

В состав отмеченной наградой исследовательской группы вошли бывший ученый-материаловед ORNL Ниянт Шридхаран, ныне работающий в Lincoln Electric India, ученый-вычислитель ORNL Юсуб Ли и технический сотрудник Брайан Джордан.

«Получить признание Американского общества сварки, всемирно уважаемой организации, насчитывающей более 70 000 членов, — огромная честь», — сказал Ли. «Это признание подчеркивает важность нашей работы по развитию аддитивного производства для критически важных аэрокосмических приложений».

Брайан Джордан, Ниянт Шридхаран и Юсуб Ли были удостоены премии имени Уоррена Ф. Сэвиджа от Американского общества сварщиков. (Изображение предоставлено: ORNL, Министерство энергетики США)

Борьба с трещинами в высокопроизводительных сплавах

Исследования группы изучали использование лазерного порошкового прямого энергетического осаждения (лазерно-порошкового DED), технологии аддитивного производства, для ремонта высокотемпературного γ’ суперсплава IN-100. Этот материал, широко используемый в газовых турбинах из-за своей способности выдерживать высокие температуры, особенно подвержен трещинам во время ремонта, особенно в горячей части реактивных двигателей, где температуры сгорания и давления достигают своего пика.

Благодаря сочетанию передового компьютерного моделирования и глубокого анализа материалов исследователи ORNL разработали метод значительного снижения восприимчивости к растрескиванию. Исследование было сосредоточено на контроле остаточных напряжений, вызванных термическим воздействием, и оптимизации температур предварительного нагрева для зоны ремонта.

Сотрудничество с Delta Airlines

Работая в сотрудничестве с Delta Airlines, команда продемонстрировала, как эти контролируемые условия могут повысить надежность и срок службы компонентов IN-100.

«Это была серьезная проблема — одновременно управлять температурой предварительного нагрева, условиями производства и остаточными напряжениями, вызванными термическим воздействием», — объяснил Ли. Усилия команды привели к резкому снижению восприимчивости к трещинам, что проложило путь к более безопасному и долговечному ремонту в высокопроизводительных приложениях.

Исследование проводилось на Производственном демонстрационном объекте ORNL и было поддержано Управлением передового производства Министерства энергетики США.

Расширение применения аддитивного ремонта

Ли выразил надежду, что признание этой работы приведет к дальнейшему развитию применения аддитивного производства в аэрокосмической и других отраслях промышленности.

«Мы хотим распространить этот подход на более сложные геометрии и реальные приложения», — сказал он. «Наша цель — помочь улучшить процесс ремонта газовых турбин и не только».
Исследование подчеркивает приверженность ORNL решению критических производственных задач, содействию развитию аддитивного производства и укреплению сотрудничества между правительством и промышленностью.

Источник: ornl.gov