Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Технология лёгких сплавов, №2, 2011, с.86-95

РАСЧЁТ НА ПРОЧНОСТЬ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЛОПАТКАХ  ТУРБИН

Е.Б.Качанов, докт.техн.наукЮ.А.Тамарин, докт.техн.наук
 (ВИЛС, СЦ «Материал»)

Посвящается памяти Владимира Геннадиевича Сундырина

При использовании защитных покрытий для лопаток турбин возникают специфические проблемы, связанные с необходимостью обеспечения  проч­ности и долговечности лопатки и покрытия при действии термических и механических нагрузок появляющихся при работе турбины. Необходимо учитывать следующие факторы.

  1. Нанесение покрытия влияет на основные механические ха­рактеристики жаропрочного сплава, из которого изготовлены лопатки.
  2. Покрытие создает дополнительную центробежную нагрузку на лопатку, что может частично снизить положительный эффект применения покрытия. Наиболее важен учет этого фактора для теплозащитных покрытий.
  3. Из-за различия коэффициентов термического расширения, механических и теплофизических свойств материала покрытия и жаропрочного сплава, в покрытиях возникают дополнительные термические на­пряжения, которые могут вызывать появление трещин, либо приводить к скалыванию покрытия с поверхности лопатки. 
  4. В области высоких рабочих температур (>1100 С) в горячих зонах лопаток возможно уменьшение их рабочего сечения за счет диффузионного взаимодействия между покрытием и жаропрочным сплавом.

При проектировании турбинной лопатки влияние покрытия обязательно должно учитываться. Напряжения и деформации в лопатке могут вычисляться с помощью моделей различного уровня, обычно применяемых для расчета напряженно-деформированного состояния турбинных лопаток без учета жесткости покрытия. Увеличение массы лопатки за счет нанесения покрытий должно быть учтено, путем приложения дополнительной центробежной нагрузки.

При проведении расчетов следует учитывать влияние покрытия на ме­ханические свойства жаропрочного сплава из которого изготовлена лопатка. Для этого в расчетах необходимо использовать результаты испытаний образцов с покрытием. При использовании теплозащитного покрытия должно быть учтено его влияние на температурное поле лопатки.

 (текст статьи)

 

Статьи по этой тематике. 

Качанов Е.Б.,Тамарин Ю.А. Покрытия для защиты лопаток турбин от сульфидной коррозии. //Технология лёгких сплавов. 2005. №1-4, с. 171-180

Качанов Е.Б.,Тамарин Ю.А. Влияние защитных покрытий на длительную прочность жаропрочных сплавов. //Технология лёгких сплавов. 2007. №1, с. 140-148

Качанов Е.Б.,Тамарин Ю.А. Термомеханическая усталость защитных покрытий лопаток турбин. //Технология лёгких сплавов. 2002. №4, с. 122-128

Качанов Е.Б.,Тамарин Ю.А. Пути повышения сопротивление усталости лопаток турбины из жаропрочных сплавов.// Технология лёгких сплавов. 2009. №2, с. 40-46