Criogénico Estrés Nitrógeno Líquido Aliviar
Metal aliviar el estrés usando Testing -300F Criogénico NDT

Motores de los aviones de pistón son muy diferentes de la mayoría de los motores de los automóviles ya que se basan enteramente en disposición de aire de refrigeración para controlar la temperatura del aceite del motor y de repuestos. El motor ha sido expuesto a cambios significativos en la temperatura como consecuencia del cambio de flujo de aire y una rápida expansión y el enfriamiento del motor se producen partes. Esto puede causar la falla prematura piezas del motor, la reducción de las fugas de energía y del petróleo que se produzca.

En la mayoría de los motores de automóviles fabricados hoy en día, la temperatura del motor es enfriado por la circulación del agua y la temperatura es controlada automáticamente mediante un termostato eliminando así los grandes cambios de temperatura del motor que se producen en los motores de aviones de pistón refrigerados por aire.

Debido a que los motores de aviones están sometidos a esta rápida expansión y contracción de las piezas del motor cualquier tensión residual que se encuentra en las piezas del motor puede afectar significativamente la vida de un motor. Las tensiones residuales se produce en las partes en reposo, y es un subproducto de los procesos de fabricación y uso cíclico. Para una descripción técnica de la tensión residual por favor ver (Nota 1.)

Para reducir las tensiones residuales en piezas, Víctor Aviación utiliza -300F Criogénico Pruebas No Destructivas (NDT) para aliviar el estrés de las partes. Después de las piezas han sido el estrés alivia las partes son menos susceptibles a la falla prematura, se convierten puede ocurrir vida útil es más durable, estable, y ya.

Motores piezas inspeccionadas para Surface Geometría Cambiar

Para demostrar mejor este proceso para aliviar el estrés colocamos un nuevo cárter del motor perfectamente mecanizado en un grado A de granito superficie de la placa y documentado que las mitades de despedida eran perfectamente plana. Después de que el cárter pasó por el proceso -300F Criogénico NDT que luego se colocó de nuevo en el misma placa de superficie y se mide de nuevo. Se encontró que la geometría del cárter a continuación, se desplazó a su estado relajado o alivia el estrés y se encontró que tenía 12/1000 sobre una pulgada de desviación de planeidad de superficie a través de la superficie de separación.

Si este mismo cárter eran haber sido instalado en un motor sin ser liberado de tensiones, durante un período de tiempo que la parte fue sometido a expansión y contracción en uso normal, este estrés metal residual podría intentar cambiar la geometría de la pieza de metal a su relajado estado. Esto podría provocar la fisuración del cárter; presiones desiguales en los cojinetes del motor, el aumento de la fricción del motor, la reducción de las fugas de energía y del petróleo que se produzca.

Como comparación, después de que re-máquina de un cárter que mostró signos de alivio de tensión por un cambio en la geometría después del proceso de -300F criogénico NDT se aplicó, la parte permanecerá plana y no distorsionar durante el funcionamiento normal del motor de la tensión residual, ya que es en su estado metálico relajado. El resultado puede ser una reducción en el caso de craqueo de susceptibilidad, incluso presiones de soporte del cárter, disminución de la fricción del motor, la mejora en el poder y la mejora de la vida de fatiga de las piezas.

Cuando una nueva pieza está instalada en un motor a veces una parte puede fallar prematuramente sin razón se explica, incluso después de que se ha instalado correctamente y pasó la inspección adecuada. Esto es lo que se llama "Mortalidad Infantil". Básicamente lo que ocurre es que la parte no se sostiene mientras estaba pasando por su uso normal durante la exposición al tiempo y los cambios de temperatura, las vibraciones y el uso cíclico. Desafortunadamente menos una parte ha sido a través de un largo período de estos ciclos puede ser susceptible a fallo por fatiga resultante de las tensiones residuales y otras fuerzas aplicadas a la parte.

Irónicamente, durante un período muy largo de tiempo como partes están expuestos a cambios de temperatura, vibraciones y uso cíclico, tensiones residuales se pueden reducir. Esto es por qué su abuelo pudo haber dicho: "Ellos simplemente no tienen motores de la forma en que solía hacerlo." Lo que el abuelo se estaba refiriendo a es que tenía un motor que duró para siempre y nunca tuve un problema. Tal vez esta era su motor del tractor o camión que se utiliza en el Medio Oeste. Cuando se observa un motor que fue construido nuevos hoy simplemente no durar y tenía una falla temprana partes.

Lo que realmente sucedió con el motor del abuelo era que el estrés partes residual del motor quedó aliviado con el tiempo con el uso cíclico y duró para siempre, mientras que soportar muchas temporadas de veranos calurosos e inviernos gélidos.

Lo que el abuelo había conseguido con sus motores de vida de las piezas durante un período de muchos años o décadas de funcionamiento del motor sostenido y cambios estacionales de temperatura, logramos resultados similares de mejora de la durabilidad y estabilidad de las partes en sólo un período de cuatro días utilizando el procesamiento -300F Criogénico NDT.

Este mismo principio se aplica al alivio del estrés no sólo cárteres, sino para cigüeñales, árboles de levas, bielas, engranajes del motor y otras piezas metálicas del motor estresados ​​o apareadas.

Criogénico Historia Engine

Procesamiento Criogénico de las piezas del motor de aviones se remonta a la década de 1930 y se dice que fue utilizado por el Hugo Junkers Aircraft Company en sus desarrollos Jumo 1000 HP V-12 motores de las aeronaves. Estos motores fueron instalados en muchos aviones de combate de la Fuerza Aérea alemana, como los Bombers Messer Schmidt ME209 y JU87 Stuka utilizados como aviones de primaria en la Segunda Guerra Mundial.

Hoy, Criogenia es ampliamente utilizado por la industria aeroespacial, la NASA, Jet Engine Fabricantes, NASCAR motor Constructores y otras empresas de fabricación de motores para mejorar partes durabilidad, la estabilidad y el rendimiento del motor.

Con la ayuda de algunos de los países más educados y experimentados ingenieros mecánicos, entre ellos el ex X-15 Rocket piloto y el ingeniero de Propulsión a Scott Crossfield, Metalúrgicos y un físico doctorado del Instituto de Tecnología de Massachusetts, Victor Aviación ha introducido ahora la -300F Criogénico NDT Proceso para Motores de émbolo de aeronaves.

Realizar el Proceso -300F Criogénico NDT toma un equipo muy especializado con técnicos altamente cualificados. Las piezas que se pueden procesar probado primero ir a través de un procedimiento completo de prueba NDT para inspeccionar la calidad de las piezas. La geometría de las piezas se miden y una línea de base se establecerá por las partes para ser Criogénico NDT probado.

El proceso de prueba tiene lugar durante un período de varios días y es controlado por un ordenador que está programado para una tasa muy lenta de cambio de temperatura, y establece la duración de los ciclos de eventos temperatura..

Una vez que la cámara criogénica ha vuelto a temperatura ambiente siguiendo el ciclo de frío -300F, un ciclo de calor de hasta + 300F también se ejecuta en algunas aplicaciones de piezas y, finalmente, regresó a temperatura ambiente, todo bajo el control de la programación de ordenadores.

Las piezas se retiraron entonces de la cámara criogénica y las pruebas de END iniciales que se realizaron en las partes están todas realizadas por segunda vez.

Piezas de geometría también se mide de nuevo y los datos de prueba se comparó con los datos iniciales que se grabó antes de la prueba NDT proceso criogénico.

En caso de cualquier cambio parte dimensión tras el proceso de prueba Criogénico NDT y se encuentran fuera de las especificaciones de dimensiones, que o bien se re-mecanizado según las especificaciones correspondientes o reemplazado con otro estrés NDT aliviado parte de reuniones especificaciones dimensionales correctas.

Esto no sólo ha Proceso de Ensayos No Destructivos demostrado permitir que los técnicos Víctor Aviación para determinar las tensiones residuales de piezas de aeronaves, que ha permitido a Víctor para seguir evaluando la longevidad de las piezas y crear un mejor producto.

Explicación técnica de piezas residuales Estrés
(Nota 1)

Bajo las condiciones de fabricación de las piezas típicas, gradientes de temperatura pueden producir cambios dimensionales y de volumen no uniformes. Cuando la fundición de metales se enfrían y solidifican, esfuerzos de compresión se desarrollan en áreas de menor volumen, que enfrían primero, y los esfuerzos de tracción se desarrollan en las áreas de mayor volumen, que son pasado para enfriar. Esfuerzos cortantes pueden desarrollar entre las diferentes áreas de volumen. Esto puede ocurrir incluso en grandes piezas de fundición y piezas de máquinas de espesor relativamente uniforme. La superficie se enfría primero y el núcleo pasado. En tales casos, las tensiones se desarrollan como resultado de la fase (volumen) cambio entre esas capas que transforman primero y la parte central, que transforma última.

Cuando se producen tanto volumen y cambios de fase en las partes metálicas de sección transversal irregular, contracciones normales debido a la refrigeración se oponen a la expansión de transformación. Las tensiones residuales resultantes se mantendrán hasta que se aplique un medio de alivio. Este tipo de estrés se desarrolla con mayor frecuencia en los aceros durante un proceso de enfriamiento utilizado frecuentemente en la fabricación de piezas. Como resultado, la superficie se vuelve más difícil antes de que el interior. Aunque los materiales interiores pueden ser tensas para que coincida con este cambio de superficie, expansiones posteriores interiores colocan la superficie del metal bajo tensión cuando el material interno transforma. Grietas en aceros de alto carbono pueden surgir de tales tensiones y provocar una falla partes pre-maduras cuando están bajo estrés carga..

Operaciones de molienda cuando las piezas se mecanizan también puede causar tensiones residuales en piezas tales como cigüeñales, árboles de levas y engranajes. Durante un proceso de molienda inicial al ser parte del suelo tendrá una temperatura de superficie elevada como resultado del contacto de la muela abrasiva. La superficie de la tierra siendo parte se calienta mientras que el metal que rodea restringe la expansión alrededor de la zona de molienda. A medida que el metal mecanizado se enfría después de la molienda puede dejar un esfuerzo residual a la tracción en la superficie. En un momento posterior en el tiempo que la parte se somete a las condiciones de funcionamiento de funcionamiento normal del motor, grietas superficiales pueden desarrollar causando insuficiencia partes prematura.