М.Н. Давыдов, Х.С. Гумеров, Р.Н. Дельмухаметов,
(УГАТУ, г. Уфа)
Опыт эксплуатации показывает, что надежность и ресурс рабочих и сопловых лопаток турбин определяется высокотемпературной сульфидно-оксидной газовой коррозией, обусловленной коррозионным воздействием золовых и газовых продуктов сгорания ГТД, поступающих в проточную часть двигателя. Все это ведет к серьезным видам повреждений лопаток и вызывает снижение надежности и экономичности турбин.
В связи с этим актуальным является разработка метода ускоренных испытаний на высокотемпературную газовую коррозию лопаток ГТД, обеспечивающего достоверную оценку коррозионной повреждаемости при минимальных временных и материальных затратах на испытания
Технология предлагаемого в данной работе метода ускоренного моделирования жаростойкости лопаток турбин ГТД реализуется в виде последовательности нагружений: травление лопатки в электролите – Rтр ; электрохимическая обработка (ЭХО) –Rэхо , высокотемпературная обработка в среде агрессивных газов (ВТО) - RBTO ; механическое нагружение лопатки на отдельном стенде – Rмex.
Для практической реализации предлагаемого метода ускоренных испытаний необходимо проведение экспериментальных исследований, уточняющих содержание каждого из этапов - «травление», «ЭХО» и «ВТО», т.к. теоретически предполагаемый эффект на каждом этапе испытаний может быть реализован различными способами и поэтому выбор условий нагружения лопаток в испытаниях должен осуществляться из условия минимальных временных и материальных затрат на испытания, а также обеспечения требуемой точности моделирования коррозии, наблюдаемой в эксплуатации. В частности, травление может реализоваться погружением в химический раствор, электролитическим способом, окислением с помощью нагрева и др. ЭХО может быть реализована с использованием различных одно- и многокомпонентных растворов электролитов. При этом варьируемыми параметрами являются ток и длительность обработки. ВТО возможна нагревом образцов с применением топливного нагрева или электротермического нагрева (электродуговой, сопротивлением, индукционный). Получение агрессивной атмосферы в печи (СО, С02, S02, S03 и др.) при проведении ускоренных испытаний возможно разложением солей при высокой температуре. ВТО проводится с регулированием температуры по высоте пера лопатки, т.к. известно, что одним из определяющих факторов высокотемпературной коррозии является температура испытаний, что позволит повысить эквивалентность испытаний эксплуатационным. Механическое нагружение лопаток в испытаниях осуществляется циклически. При этом количество циклов нагружения лопаток выбирается соизмеримым с их числом при работе лопатки в эксплуатации. При форсировании параметров цикла количество циклов в испытаниях уменьшается. Число циклов нагружения в атмосфере агрессивных газов и последующего механического нагружения определяется экспериментальным путем. При этом воспроизводится также действие от центробежных и вибрационных нагрузок.
Отличительной особенностью данного метода является то, что он пригоден для проверки коррозионной стойкости как сопловых, так и рабочих лопаток турбин.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ № 06-08-00759-а).
|
