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Nouvelles méthodes d'essais pour les pièces en céramique

Avant de pouvoir utiliser des matériaux céramiques pour la fabrication des pièces les plus importantes des turbines à gaz industrielles, leur fiabilité dans des conditions de charge extrêmes doit être établie. Dans le cadre du projet CERCO, des méthodes d'inspection ultrasonores ont été appliquées pour effectuer une évaluation non-destructive de composants composites à matrice céramique (CMC), en mesurant leurs émissions acoustiques.
Nouvelles méthodes d'essais pour les pièces en céramique
Une partie du problème à résoudre consistait à augmenter la température d'entrée de la turbine à plus de 1400 degrés Celsius en utilisant des pièces non refroidies et de déterminer si les composants céramiques pouvaient fonctionner convenablement à ces températures extrêmes. Dans ces conditions, un gain en efficacité thermique de 20% et une augmentation de 40% de la puissance de sortie seraient envisageables pour les turbines à gaz stationnaires. Les partenaires du projet CERCO ont par conséquent considéré qu'il était essentiel de développer un ensemble complet de méthodes d'essai pour évaluer la capacité des céramiques à répondre à ces conditions de charge particulières.

Une méthode innovante d'inspection ultrasonique a été utilisée pour estimer les éléments de la matrice de raideur pour les matériaux composites oxyde/oxyde. La dégradation de la raideur du matériau comme fonction du temps a ensuite pu être dérivée par simulation des conditions de fonctionnement de turbine à gaz. De plus, les fonctions qui régissent le cumul de l'endommagement anisotrope des matériaux composites oxyde/oxyde dans le temps ont également été déterminées. Un contrôle permanent des émissions acoustiques pendant tous les tests effectués sous des conditions quasi-statiques a été complété par une analyse de reconnaissance des formes des signaux d'émissions acoustiques. Les partenaires du projet à l'université de Patras, en Grèce ont pu, par conséquent, compléter la caractérisation des mécanismes d'initiation et de progression de l'endommagement, ainsi que les modes de rupture des matériaux composites oxyde/oxyde.

Ces résultats peuvent contribuer de manière significative à accélérer l'utilisation de céramiques structurelles dans les moteurs de turbine à gaz.

Informations connexes

Numéro d'enregistrement: 84711 / Dernière mise à jour le: 2009-01-12
Domaine: Technologies industrielles