Water droplet erosion mechanisms of Ti-6Al-4V

Résumé

L’érosion par impact de gouttelettes est un phénomène pouvant mener à la ruine de matériaux métalliques dans de nombreux environnements. A titre d’exemple, l'érosion par gouttelette d’eau de pluie ou de vapeur sur les composants aéronautiques tels que les aubes de turbomachines et certaines parties du fuselage peut induire la détérioration progressive de ces dernières. Dans le cas spécifique des turbines à gaz couplées avec un système de brumisation (Inlet Fogging System), ce phénomène d’érosion est un point clé dans le dimensionnement de pièces. Le système de refroidissement par brumisation est la méthode la plus couramment utilisée dans les turbines à gaz pour compenser les variations de température entre les saisons. Une augmentation trop importante de la température provoquant une chute des performances de la turbine à gaz. L’introduction de gouttes d’eau dans le flux d’air en entrée permet alors la régulation de la température des systèmes d’admission et du compresseur et ainsi une puissance de sortie optimale des turbines à gaz. Cependant, l’endommagement par érosion induit par l’introduction de ces gouttelettes d’eau sur les premiers étages du compresseur est problématique. L'objectif principal de ce travail (projet CRIAQ MANU419) est de comprendre les phénomènes induits par érosion par impact de gouttelette sur un alliage de titane, afin d'optimiser la résistance à l'érosion des aubes de compresseur généralement produites à base de titane. La caractérisation des phénomènes d’endommagement par érosion par impact de gouttelettes sur un Ti-6Al-4V a été de première importance. Les effets de la microstructure du matériau ainsi que des paramètres d’impact des gouttelettes ont été mis en évidence. Ce travail sur la caractérisation de l’endommagement de l'érosion sur l'alliage Ti-6Al-4V s’articule en deux parties : - L’endommagement par érosion par impacts de gouttelettes à travers une approche expérimentale originale. Les données collectées ont été traitées à la fois qualitativement et quantitativement pour effectuer une étude multi-échelle de l’endommagement. - Les effets de l’influence de la vitesse d'impact sur les phénomènes d’érosion afin de représenter les sollicitations induites en service.

Date	28 oct. 2014
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Philippe Bocher (Directeur(-trice)) & Florent Bridier (Codirecteur(-trice))