SFIDA DEL CLIENTE
Il Mechanical Testing Operations Center (MTOC) di Rolls-Royce è un laboratorio di test innovativo per il gruppo Rolls-Royce dedicato alla valutazione meccanica e strutturale dei componenti delle turbine a gas durante lo sviluppo, la produzione e l'assistenza. Rolls-Royce ha investito in questa nuova struttura di collaudo per due motivi: per soddisfare le necessità urgenti di innovazione di prodotto e assistenza post-vendita e per combinare solide capacità di test meccanici, di materiali e di vibrazioni all'interno di un'unica struttura e organizzazione.
L'MTOC ha aperto nel 2010 e offre una gamma di capacità di test, tra cui spegnimento di pala di ventola, ingresso di uccelli, rotazione, fatica, vibrazioni e, naturalmente, test sui materiali. Presso la struttura di 75.000 piedi quadrati lavorano 70 persone. Si trova a Dahlewitz, vicino a Berlino, e vicino a partner commerciali e fornitori di Rolls-Royce.
La fatica termomeccanica (TMF) è uno dei test più importanti condotti presso il MTOC in quanto rappresenta con accuratezza l'ambiente operativo di alcuni componenti del motore a turbina a gas, anche se in modo semplificato. Eseguendo i test TMF presso il MTOC, Rolls-Royce può controllare attentamente il processo, testare nuove leghe e osservare qualsiasi comportamento insolito del materiale che potrebbe presentarsi durante il test. Questo dà all'azienda una migliore comprensione dei materiali utilizzati nei suoi motori. La sfida di TMF, tuttavia, è la complessità.
"I nostri test sono complessi e richiedono una combinazione di temperatura per caricare le fasi non comunemente associata ai test TMF standard", ha affermato il dott. Stephen Brookes, ingegnere di test presso MTOC e specialista di test TMF. "I test TMF presso il MTOC includono varietà a deformazione controllata e a carico controllato. Si tratta di procedure separate, di simile complessità. Il mio ruolo presso il MTOC è garantire che questi tipi di test siano accurati, affidabili, efficienti e ulteriormente sviluppati".
SOLUZIONE MTS
Per aiutare a superare la complessità dei test TMF, il MTOC utilizza soluzioni di test meccanici di MTS. Come ha notato il dott. Brookes, le capacità di test TMF presso il MTOC hanno due forme: TMF a deformazione controllata, per la quale sono assegnati due sistemi di test MTS, e TMF a sollecitazione controllata, per il quale saranno assegnati fino a sei sistemi di test MTS. Nello specifico, il MTOC usa i sistemi di test servoidraulici MTS Landmark™ per condurre test TMF a sollecitazione controllata nel suo laboratorio dei materiali.
I sistemi MTS Landmark sono progettati per un controllo completamente integrato. La soluzione completa include un telaio di carico modello 370 e un controllore digitale MTS FlexTest® , con potenza fornita dalle centraline idrauliche MTS SilentFlo™ . La soluzione include anche un sottosistema TMF specializzato, che combina attrezzature di riscaldamento e raffreddamento a induzione con impugnature ed estensimetri progettati per i test TMF. Il telaio di carico, i sistemi di riscaldamento e raffreddamento sono tutti controllati dal software di ultima generazione MTS TestSuite.
Inoltre, il software MTS TestSuite offre un modulo TMF apposito che contiene tutti i modelli di test, analisi, report e calcoli necessari per condurre test TMF accurati e precisi. I modelli di test predefiniti possono essere eseguiti così come sono o possono essere modificati per conformarsi alla maggior parte dei test TMF mono-assiali o multiassiali descritti nelle bozze di standard ASTM e ISO.
VANTAGGI PER IL CLIENTE
"Il sistema MTS è estremamente ben progettato", ha affermato il dott. Brookes. "Tutto è stato considerato per avere il test ottimale: il telaio di carico, il forno e il sistema di raffreddamento sono tutti integrati e controllati dal software TestSuite. Questo ci consente di eseguire test in modo accurato ed efficiente, e ci offre una ripetibilità affidabile".
Secondo il dott. Brookes, il software MTS TestSuite si è dimostrato estremamente versatile.
"Possiamo scrivere facilmente e/o modificare una procedura di test in base alle nostre esigenze. Questa capacità si è rivelata preziosa nella sincronizzazione del telaio di carico, del forno e dei sistemi di raffreddamento, consentendoci di scrivere complicate procedure TMF a sollecitazione controllata in cui la sincronizzazione non rappresenta più un problema".
Anche l'esperienza del personale MTS si è rivelata preziosa nell'aiutare il MTOC a raggiungere i suoi specifici obiettivi.
"Siamo stati molto lieti di poterci rivolgere agli sviluppatori di software MTS per sviluppare una procedura di modello TMF a deformazione controllata per noi", ha affermato il dott. Brookes. "Questo si è rivelato essere il modo più efficiente di procedere e, nonostante la nostra struttura si trovasse molto lontana da MTS, il tempo di risposta tra le nostre richieste e la procedura finita è stato estremamente veloce".
Il dott. Brookes rimane ottimista sul futuro dei test TMF e sul ruolo dei sistemi di test MTS all'MTOC.
"Il futuro dei test TMF presso l'MTOC si estenderà verso una maggiore complessità di test e un ulteriore sviluppo della tecnica", ha dichiarato il dott. Brookes. "La combinazione di diverse tipologie di test nell'ambito dei test TMF, come il TMF per la propagazione delle cricche, è un esempio di maggiore complessità di test. Per quanto riguarda lo sviluppo, c'è sempre spazio per migliori pratiche, nuove tecniche di monitoraggio dei test e nuovi standard. Con il sistema MTS che abbiamo attualmente non vedo alcun motivo per cui queste visioni future non diventino realtà".
