Comportamento a fatica ad alta temperatura di palette di turbina a gas

Le pale primo stadio di alta pressione sono tra i componenti più sollecitati delle turbine a gas e la loro resistenza a fatica termomeccanica è un aspetto di estrema importanza. Una delle regioni più critiche è la zona del bordo di uscita in prossimità del raccordo con la piattaforma, a causa dei gradienti di temperatura, dei ridotti spessori e degli effetti di intaglio dovuti ai fori di raffreddamento. Recentemente è stata proposta a livello concettuale una nuova metodologia che permette di riprodurre in laboratorio su pale in piena scala i cicli di sollecitazione subiti dal componente nella zona di interesse applicando un carico meccanico a temperatura costante. Nella presente memoria viene inizialmente descritto il progetto del banco prova e il modello per la definizione dei parametri di prova e la stima dello stato tenso-deformativo cui il materiale è sottoposto durante la prova. Successivamente sono presentati i risultati delle attività numerico-sperimentali svolte allo scopo di mettere a punto il banco, validare il modello proposto e, infine, stimare l'entità della dispersione statistica dei risultati. Da ultimo vengono riportati risultati di una serie di prove condotte su pale di primo stadio di una turbina di medie dimensioni fornite da BHGE - Nuovo Pignone Tecnologie S.r.l. I risultati ottenuti hanno mostrato la robustezza della metodologia di prova e l'accuratezza del modello proposto. La nuova metodologia può essere utilizzare per ottimizzare localmente le geometrie o proporre/validare modelli di vita, includendo le caratteristiche geometriche e gli effetti di processi di fabbricazione.