DESAFIO DO CLIENTE
O Centro de Operações de Testes Mecânicos Rolls-Royce (MTOC) é um laboratório de testes inovador para o Grupo Rolls-Royce dedicado à avaliação mecânica e estrutural de componentes de turbinas a gás durante o desenvolvimento, produção e serviço. A Rolls-Royce investiu nesta nova instalação de testes por duas razões: para atender às necessidades urgentes de inovação de produtos e suporte pós-venda, e para combinar capacidades robustas de testes mecânicos, de materiais e de vibração dentro de uma única instalação e organização.
O MTOC foi inaugurado em 2010 e oferece um espectro de capacidades de teste, incluindo fan-blade-off, ingestão de pássaros, giro, fadiga, vibração e, é claro, teste de materiais. A instalação de 7.000 metros quadrados emprega 70 pessoas e está localizada em Dahlewitz, perto de Berlim, e próxima aos parceiros de negócios e fornecedores da Rolls-Royce.
A fadiga termomecânica (TMF) é um dos testes mais importantes realizados na MTOC porque representa com precisão o ambiente de operação de certos componentes do motor da turbina a gás, embora de forma simplificada. Ao realizar testes de TMF no MTOC, a Rolls-Royce pode controlar rigidamente o processo, testar novas ligas e observar qualquer comportamento anormal do material que surja durante o teste. Isto dá à empresa uma melhor compreensão dos materiais utilizados em seus motores. O desafio da TMF, no entanto, é a complexidade.
"Nossos testes são complexos e requerem uma combinação de temperatura a fases de carga que não são comumente associadas a testes TMF padrão", explica o Dr. Stephen Brookes, Engenheiro de testes da MTOC e especialista em testes TMF. "Os testes TMF no MTOC incluem tanto variedades controladas por tensão quanto por carga. São procedimentos separados de complexidades similares. Meu papel na MTOC é assegurar que esses tipos de teste sejam precisos, confiáveis, eficientes e mais desenvolvidos"
SOLUÇÃO DA MTS
Para ajudar a superar a complexidade dos testes TMF, a MTOC emprega soluções de testes mecânicos da MTS. Como o Dr. Brookes observou, as capacidades de teste TMF no MTOC assumem duas formas: TMF controlada por tensão, para a qual há dois sistemas de teste MTS designados, e TMF controlada por tensão, para a qual haverá até seis sistemas de teste MTS designados. Especificamente, o MTOC usa o MTS Landmark™ sistemas de teste servo-hidráulico para realizar testes de TMF controlados por estresse em seu laboratório de materiais.
Os sistemas MTS Landmark são projetados para um controle totalmente integrado. A solução completa inclui uma estrutura de carga modelo 370 e um controlador digital MTS FlexTest® , com potência fornecida por unidades de potência hidráulica MTS SilentFlo™ . A solução também inclui um subsistema especializado de TMF, que combina equipamentos de aquecimento e resfriamento por indução com garras e extensômetros projetados para testes de TMF. A estrutura de carga, os sistemas de aquecimento e resfriamento são todos controlados pelo software MTS TestSuite de última geração.
Além disso, o software MTS TestSuite oferece um módulo TMF dedicado que contém todos os modelos de testes, análises e relatórios e cálculos necessários para realizar testes TMF completos e precisos. Os modelos de teste predefinidos podem ser executados como estão, ou podem ser modificados para estar em conformidade com a maioria dos testes TMF mono ou multiaxiais descritos nos projetos de normas ASTM e ISO.
BENEFÍCIOS PARA O CLIENTE
"O sistema MTS é extremamente bem projetado", disse o Dr. Brookes. "Tudo foi considerado para o teste ideal - a estrutura de carga, o forno e o resfriamento são todos integrados e controlados pelo software TestSuite. Isto nos permite testar com precisão, eficiência e dá uma repetibilidade confiável"
De acordo com o Dr. Brookes, o software MTS TestSuite provou ser extremamente versátil.
"Podemos facilmente escrever e/ou editar um procedimento de teste para atender às nossas necessidades. Esta capacidade tem se mostrado inestimável na sincronização da estrutura de carga, forno e sistemas de resfriamento, permitindo-nos escrever procedimentos complicados de TMF controlados por estresse nos quais a sincronização não é mais um problema"
A experiência do pessoal da MTS também se mostrou valiosa para ajudar a MTOC a atingir seus objetivos específicos.
"Ficamos muito satisfeitos em poder chamar os desenvolvedores de software da MTS para desenvolver um procedimento de modelo TMF controlado por tensão para nós", disse o Dr. Brookes. "Este provou ser o caminho mais eficiente e, apesar de nossas instalações estarem tão longe da MTS, o tempo de retorno entre nossos pedidos e o procedimento final foi extremamente rápido"
O Dr. Brookes continua positivo sobre o futuro dos testes TMF e o papel dos sistemas de teste MTS na MTOC.
"O futuro dos testes de TMF no MTOC se estenderá para maiores complexidades de teste e maior desenvolvimento da técnica", disse o Dr. Brookes. "A combinação de diferentes tipos de testes nos testes de TMF, como a propagação de fissuras TMF, é um exemplo de maior complexidade. No lado do desenvolvimento, há sempre espaço para melhores práticas, novas técnicas de monitoramento de testes e novos padrões. Com o sistema MTS que temos agora, não vejo razão para que estas visões futuras não se tornem realidade"
