شبیه سازی رفتار خوردگی حفره‌دار شدن فولاد زنگ نزن CUSTOM 450 با نرم افزار کامسول و روش همبستگی تصاویر دیجیتال

نوع مقاله : مقاله مکانیک

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای مکانیک دانشگاه زنجان

2 university of zanjan

3 زنجان*مهندسی مکانیک

4 دانشکده شیمی، دانشگاه زنجان

چکیده

پره‌های کمپرسور توربین گازی از جنس CUSTOM 450 در محیط‌های کلریدی دچار خوردگی حفره‌‌دار شدن می‌شوند. ایجاد حفره و ترک در پره و رشد آن‌ها منجر به واماندگی و شکست می‌گردد. در این مقاله به پیش‌بینی رفتار خوردگی حفره‌‌دار شدن در آلیاژ مورد استفاده در پره‌های ردیف اول کمپرسور توربین گازی 6-GEF پرداخته می‌شود. در این راستا، در بخش آزمایشگاهی ابتدا نمونه‌ی خمش دو نقطه‌ای تحت پتانسیل‌های مختلف در محلول 3/5 درصد وزنی سدیم کلرید قرار می‌گیرد تا در محل خمش بیشینه دچار خوردگی حفره‌‌دار شدن و در نهایت واماندگی شود. با توجه به آزمون‌های مختلف پتانسیو استاتیک رابطه‌ای برای پیش‌بینی زمان حفره‌دار شدن و تخمین عمر نمونه‌ی تحت تنش در پتانسیل‌های مختلف ارائه می‌شود. در نهایت با بهره‌گیری از روش همبستگی تصاویر دیجیتال، کرنش در حفره‌های رشد یافته، محاسبه شده است. در بخش عددی، با شبیه‌سازی حفره‌های رشد یافته در بخش آزمایشگاهی در نرم‌افزار کامسول، توزیع کرنش اطراف حفره‌ها به‌دست می‌آید. محل کرنش‌ بیشینه‌ی موضعی حاصل از شبیه‌سازی در کامسول و روش همبستگی تصاویر دیجیتال مطابقت خوبی با جهت رشد حفره‌ی خوردگی در آزمایش‌های الکتروشیمیایی دارد. بدین ترتیب بدون نیاز به آزمایش‌های تجربی، می‌توان جهت رشد حفره را شبیه‌سازی کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of pitting corrosion behavior of CUSTOM 450 stainless steel by COMSOL software and DIC method

نویسندگان [English]

  • Yousef Mollapour 1
  • Omid Pedram 2
  • Esmaeil Poursaeidi 3
  • Hassan Shayani-jam 4
1 Ph.D student of University of Zanjan
2 university of zanjan
3 niversity of zanjan
4 university of zanjan
چکیده [English]

The CUSTOM 450 gas turbine compressor blades are corroded in chlorine environments. The initiation and growth of pits and cracks lead to failure. In this paper, prediction of the pitting corrosion behavior of the alloy is studied. In this regard, in the laboratory section, two-point bending specimen is first subjected to different potentials in a 3.5 wt.% sodium chloride solution to cause pitting corrosion and finally leads to failure at the maximum bending region. According to different potentiostatic tests, an equation is proposed to predict the pitting and life time of stressed sample at different potentials. In the numerical section, the strain in the grown pits is calculated by using digital image correlation method and also the COMSOL Multiphysics software. The location of the localized maximum strain obtained from these two methods is in good agreement with growth of the corrosion pits in the electrochemical experiments. Thus, without needs of experiments, the growth direction of the pit can be simulated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CUSTOM 450 alloy
  • pitting corrosion
  • local strain
  • life estimate