Ossidazione ciclica ad alta temperatura di rivestimenti per pale di turbina a gas: codice di previsione di vita e sua convalida mediante dati sperimentali relativi a componenti

Abstract

Lo studio qui presentato tratta i rivestimenti che formano una scaglia superficiale aderente di allumina, in grado di proteggere il materiale del componente; a questa categoria appartengono i rivestimenti per pale di turbine a gas, che subiscono degrado in esercizio sia per l’ossidazione della superficie esterna sia a seguito dei fenomeni interdiffusivi col substrato; inoltre la condizione di esercizio cui vengono sottoposti comprende numerosi cicli termici che tendono a far sgretolare la scaglia protettiva esterna (degrado per ossidazione ciclica). Il parametro utilizzato per stimare la vita residua del rivestimento metallico è la percentuale di alluminio ancora presente; infatti quando il contenuto di alluminio raggiunge il valore minimo critico, la capacità protettiva del rivestimento si esaurisce e la sua vita utile termina. In questa memoria viene descritto un codice di previsione, messo a punto sulla base dei risultati di un’ampia campagna sperimentale, in grado di calcolare la vita residua dei rivestimenti a partire dalle condizioni di esercizio. Ne viene mostrata dapprima l’applicazione ad un caso reale di componente esercito, effettuata per convalidare la capacità predittiva del codice. Vengono poi discussi i risultati delle valutazioni di vita ottenibili per due tipi diversi di rivestimento: AMDRY 995 e duplex, cioè con alluminizzazione superficiale. L’aspetto più innovativo del lavoro sta nella possibilità di tenere conto della minima temperatura del ciclo e quindi di riuscire a suggerire le condizioni di prova più efficaci perchè le prove di laboratorio simulino correttamente le condizioni di esercizio.