RMS為煉油廠3D 打印超大尺寸離心壓縮機(jī)葉輪，直徑達(dá)60cm

2024年8月21日，南極熊獲悉，渦輪機(jī)械售后市場公司RMS最近與一家煉油廠客戶簽訂了一項(xiàng)重要項(xiàng)目，重點(diǎn)是更換工廠空氣服務(wù)中離心式壓縮機(jī)的兩個(gè)鉚接葉輪。由于即將發(fā)生停電，時(shí)間緊迫，RMS 和客戶決定使用LPBF 3D 打印更換葉輪，從而制造出據(jù)報(bào)道最大的、也是有史以來第一個(gè)用于煉油應(yīng)用的 3D 打印離心式壓縮機(jī)葉輪。

該項(xiàng)目面臨多項(xiàng)挑戰(zhàn)。現(xiàn)有葉輪設(shè)計(jì)采用鉚接結(jié)構(gòu)，直徑為 23.5 英寸，約合60cm。然而，可用的最大打印床直徑限制為 23 英寸。為了解決這個(gè)問題，RMS 工程師需要重新設(shè)計(jì)葉輪幾何形狀，以克服直徑減小自然導(dǎo)致的揚(yáng)程降低。RMS 的 Aero 團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)葉輪以滿足客戶的性能要求，而不是簡單地復(fù)制鉚接葉輪幾何形狀。

工程人員需要進(jìn)行大量工程設(shè)計(jì)，以確保新葉輪在尺寸減小的情況下仍能提供同等性能。葉輪所需的高葉尖速度 (>1000 英尺/秒) 需要仔細(xì)評估應(yīng)力以確保可靠運(yùn)行。RMS 的分析團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了全面的建模活動，包括使用 CFD 進(jìn)行完整的結(jié)構(gòu)和空氣動力學(xué)分析，以確保新設(shè)計(jì)滿足客戶嚴(yán)格的工藝要求。

RMS 致力于開發(fā)一種葉輪設(shè)計(jì)，充分利用 3D 打印提供的設(shè)計(jì)自由度。葉輪的覆蓋角較淺，第 3 級葉輪為 3.8 度，第 4 級葉輪為 2.5 度。葉輪采用 Inconel 718和最新的API 20S 標(biāo)準(zhǔn)制造，這種材料以其出色的強(qiáng)度和耐用性而聞名。這種材料的選擇使最終產(chǎn)品比以前的鉚接葉輪更堅(jiān)固、更可靠，確保煉油廠應(yīng)用的卓越性能。

為了保證 3D 打印葉輪的性能和可靠性，在打印過程中制作了多個(gè)測試棒。為了確保各個(gè)方向的質(zhì)量，測試棒從每個(gè)激光器打印出來，并在每個(gè)軸上定位，以確保各個(gè)方向的質(zhì)量一致。這些測試棒經(jīng)過嚴(yán)格測試，以確認(rèn)金屬符合所有必要的性能標(biāo)準(zhǔn)。這一綜合過程和一系列協(xié)議對于驗(yàn)證新葉輪制造工藝至關(guān)重要。