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rapporti - Deliverable

1.1.3-Risultati della sperimentazione di laboratorio del sensore e della strumentazione per la caratterizzazione non distruttiva con metodi elettromagnetici ad alta frequenza di rivestimenti non conduttori per parti calde di turbine a gas

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1.1.3-Risultati della sperimentazione di laboratorio del sensore e della strumentazione per la caratterizzazione non distruttiva con metodi elettromagnetici ad alta frequenza di rivestimenti non conduttori per parti calde di turbine a gas

L’attività in oggetto conclude il Work Package 1.1. del progetto SENNA – Sottoprogetto SIN – del 2° Periodo della Ricerca di Sistema, il cui specifico obiettivo è valutare le prospettive di sviluppo di sensori innovativi di tipo elettromagnetico per la caratterizzazione non distruttiva dell’integrità e dell’idoneità all’esercizio dei ricoprimenti, conduttori e non conduttori, applicati sulle parti calde delle turbine a gas di nuova generazione. L’interesse per la diagnostica di tali componenti, risponde all’esigenza di contribuire a valutare l’affidabilità in esercizio delle parti calde e in particolare di quei componenti critici e costosi quali le pale fisse e mobili di turbina al cui degrado è attribuibile la gran parte dei costi di manutenzione delle macchine. Il rapporto descrive i risultati ottenuti nel corso della fase finale di sperimentazione di laboratorio, oggetto dell’ultima Milestone del Work Package, e conferma le potenzialità diagnostiche della metodologia di misura, rivolta in questo caso specifico alla caratterizzazione non distruttiva con metodi elettromagnetici ad alta frequenza di rivestimenti non conduttori. La sperimentazione ha avuto per oggetto barriere termiche “stand alone” di due tipologie differenti per livello di porosità: APS (Air Plasma Spray) e APS segmentata, con porosità rispettivamente del 27% e 8%. Data la già evidenziata criticità della misura, dovuta all’impiego di un sensore induttivo risonante, è stata inizialmente messa a punto ed applicata una procedura che prevede il posizionamento accurato del sensore a distanza assegnata dalla superficie metallica del campione, tramite un manipolatore meccanico. L’analisi dei dati, messa a punto attraverso simulazioni numeriche eseguite con un modello sviluppato nel corso della prima fase di attività, ha permesso di distinguere le due classi di barriere termiche. Successivamente è stata sperimentata una procedura nella quale la sonda viene posta manualmente in contatto con il campione e che pertanto consente di evitare l’impiego di un manipolatore meccanico. Tale procedura si basa sulla compensazione parziale delle variazioni dello spessore della barriera termica ceramica, ottenuta tramite misure di calibrazione eseguite per differenti valori della distanza tra la sonda e la superficie metallica del campione in esame. Anche tramite questa seconda procedura, più critica ma applicabile in prospettiva all’ispezione di componenti, è risultato possibile distinguere le 2 classi di barriere termiche.

L’attività svolta ha fornito in definitiva una conferma sperimentale della fattibilità di una misura per via non distruttiva della costante dielettrica di barriere termiche ceramiche, correlabile al grado di porosità della barriera stessa e in prospettiva al livello di sinterizzazione – e quindi di fragilità – causato dall’esercizio.

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