Turbine fisse

Camera di combustione/turbina

Una turbina a gas industriale è un motore a combustione interna che utilizza un processo di combustione continuo. La camera di combustione viene alimentata in aria ad alta pressione dal sistema di compressione, il carburante viene aggiunto, si accende e brucia la miscela. L’aria compressa calda prodotta nella camera di combustione passa dentro la turbina e si espande. La funzione della turbina è di estrarre energia dal flusso di aria calda.

Vengono utilizzati dei materiali resistenti al calore e vengono applicati dei rivestimenti mediante spruzzatura di barriere termiche per prolungare la durata operativa e garantire resistenza alla corrosione. Gli ugelli e i miscelatori di carburante sono costruiti mediante processi avanzati di saldatura dei metalli quali le tecniche di brasatura sottovuoto e di saldatura a fascio di elettroni.

• Miscelatori di carburante
• Ugelli di carburante
• Tubi carburante
• Camera di combustione
• Palette della turbina
• Dischi
• Tamburi
• Pale
• Alette

Palette e alette

Il compressore comprende varie fasi di alette fisse e palette rotanti; ciascuna fase aumenta progressivamente la pressione dell’aria prima della miscelazione con carburante e dell’accensione. Le palette devono funzionare ad elevate velocità e temperature di rotazione, mentre le alette dirigono il flusso proiettato dalle palette rotanti verso la fase successiva della turbina con efficienza ottimale. Le palette e le alette devono essere resistenti all’ossidazione, alla corrosione e all’usura e garantiscono una lunga durata di servizio.

Il trattamento termico è essenziale e ampiamente utilizzato nei componenti del compressore. Il “ringiovanimento” per HIP di alette e palette fuse elimina i difetti interni, migliorando così le prestazioni e prolungando la durata operativa. Le guarnizioni a nido d’ape sottoposte a brasatura sottovuoto riducono il reflusso tra le fasi. Inoltre, la brasatura sottovuoto consente l’assemblaggio di complesse geometrie per alette al fine di fornire raffreddamento tra le fasi. I rivestimenti di barriere termiche resistenti all’usura e allo sfregamento vengono ampiamente utilizzati per proteggere le palette. I motori aeronautici derivati impiegano singole palette di turbine in monocristallo trattate termicamente per ottenere resistenza e durata ottimali ad alte temperature. I tipici pezzi trattati includono:

• Palette della turbina
• Palette di alta e bassa pressione
• Segmenti di ugello
• Segmenti dell’aletta
• Alette guida dell’ugello
• Alette statore
• Corpi dei compressori

Guarnizioni e cuscinetti

Le guarnizioni a nido d’ape/abradibili vengono utilizzate principalmente per sigillare le estremità dei pezzi rotanti come le palette e le tenute delle lame del coltello. Mantenere le differenze di pressione tra le sezioni della turbina è la funzione principale, in quanto consente di migliorare l’efficienza operativa durante il funzionamento.

Il trattamento termico migliora la solidità, l’efficienza, la resistenza alla corrosione e all’usura dei componenti. La brasatura di strutture a nido d’ape resistenti alla corrosione/all’ossidazione su anelli o segmenti è comune. Le tenute della lama del coltello possono richiedere trattamenti della superficie quali nitrurazione o rivestimenti per migliorare la resistenza all’usura e/o alla corrosione. I tipici pezzi trattati includono:

• Tenute ad aria rotanti/fisse
• Protezioni
• Cuscinetti

Alberi

L’albero della turbina è un componente importante in quanto aziona tutte le fasi delle palette rotanti e ciascuna fase funziona a pressioni diverse. Le tenute a labirinto vengono utilizzate per mantenere questi differenziali.

L’albero deve essere trattato termicamente per ottenere delle proprietà meccaniche ottimali. La nitrurazione viene spesso impiegata per migliorare la resistenza all’usura. I rivestimenti mediante spruzzatura termica vengono ampiamente utilizzati per fornire resistenza alla corrosione. I tipici pezzi trattati includono:

• Alberi
• Tenute a labirinto