Cause analysis of the cracking at the gas outlet edge of a gas turbine combustor

doi:10.1515/pm-2024-0033

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	Cause analysis of the cracking at the gas outlet edge of a gas turbine combustor
	Zhang, H.1; Zhang, G.2; Zhao, T.2; Liu, L.1; Dong, C.1; Qu, S.1; Zhang, Z.2
通讯作者	Qu, S.(squ@imr.ac.cn)
	2024-05-25
发表期刊	PRAKTISCHE METALLOGRAPHIE-PRACTICAL METALLOGRAPHY
ISSN	0032-678X
卷号	61 期号:6 页码:398-410
摘要	Following a 100-hour bench test, multiple cracks were detected at the gas outlet edge of a can-annular combustor. Macro- and microscopic inspections show local distortion and discoloration in the semi-circular overheating zone and cracks propagated along both dendritic boundaries and grain boundaries. Detailed metallographic inspections reveal the microstructural transformation in the overheating zone, where fine disperse phases exhibiting higher hardness precipitated and reduced the plastic deformation capacity of the material. Nonuniform distribution of the combustor flame resulted in elevated cyclic thermal strain which mainly undertook by dendritic boundaries, leading to premature thermal fatigue cracking. Relevant suggestions are proposed to improve service safety. Nach einem 100-st & uuml;ndigen Pr & uuml;fstandstest wurden mehrere Risse an der Gasaustrittskante einer ringf & ouml;rmigen Brennkammer festgestellt. Makro- und mikroskopische Untersuchungen zeigen lokale Verformungen und Verf & auml;rbungen in der halbkreisf & ouml;rmigen & Uuml;berhitzungszone und Risse sowohl entlang dendritischer Grenzen als auch entlang von Korngrenzen. Detaillierte metallografische Untersuchungen zeigen die mikrostrukturelle Umwandlung in der & Uuml;berhitzungszone, wo sich feindisperse Phasen mit h & ouml;herer H & auml;rte ausgeschieden und die plastische Verformungsf & auml;higkeit des Werkstoffs verringert haben. Die ungleichm & auml;ss ige Verteilung der Brennerflamme f & uuml;hrte zu einer erh & ouml;hten zyklischen thermischen Belastung, die haupts & auml;chlich von dendritischen Grenzfl & auml;chen aufgenommen wurde und zu vorzeitiger thermischer Erm & uuml;dungsrissbildung f & uuml;hrte. Es werden einschl & auml;gige Vorschl & auml;ge zur Verbesserung der Betriebssicherheit gemacht.
关键词	Gas turbine combustor K648 superalloy thermal fatigue cracking Gasturbinenbrennkammer Superlegierung K648 thermische Erm & uuml dungsrisse
资助者	Chinese Academy of Sciences: Zang Qishan ; National Science and Technology Major Project
DOI	10.1515/pm-2024-0033
收录类别	SCI
语种	英语
资助项目	Chinese Academy of Sciences: Zang Qishan ; National Science and Technology Major Project[J2019-III-0012-0055]
WOS研究方向	Metallurgy & Metallurgical Engineering
WOS类目	Metallurgy & Metallurgical Engineering
WOS记录号	WOS:001253254100003
出版者	WALTER DE GRUYTER GMBH
引用统计
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/187291
专题	中国科学院金属研究所
通讯作者	Qu, S.
作者单位	1.Chinese Acadamie Sci, Inst Met Res, Shi Changxu Innovat Ctr Adv Mat, 72 Wenhua Rd, Shenyang 110016, Peoples R China 2.703 Res Inst China State Shipbldg Corp Ltd, 35 Honghu Rd, Harbin 150078, Peoples R China
推荐引用方式 GB/T 7714	Zhang, H.,Zhang, G.,Zhao, T.,et al. Cause analysis of the cracking at the gas outlet edge of a gas turbine combustor[J]. PRAKTISCHE METALLOGRAPHIE-PRACTICAL METALLOGRAPHY,2024,61(6):398-410.
APA	Zhang, H..,Zhang, G..,Zhao, T..,Liu, L..,Dong, C..,...&Zhang, Z..(2024).Cause analysis of the cracking at the gas outlet edge of a gas turbine combustor.PRAKTISCHE METALLOGRAPHIE-PRACTICAL METALLOGRAPHY,61(6),398-410.
MLA	Zhang, H.,et al."Cause analysis of the cracking at the gas outlet edge of a gas turbine combustor".PRAKTISCHE METALLOGRAPHIE-PRACTICAL METALLOGRAPHY 61.6(2024):398-410.