ВОССТАНОВЛЕНИЕ И УПРОЧНЕНИЕ ЛОПАТОК

Начиная с 2002 года НПП "УАСТ" успешно сотрудничает с ПТУ "Надымгазремонт" (по договорам с ООО "Тюментрансгаз" ОАО "Газпром"), ООО "Севергазпром", ООО "Оренбурггазпром", ООО "Пермьтрансгаз", ООО "Уралтрансгаз". Сотрудничество происходит в области восстановительного ремонта и упрочнения отработавших свой ресурс лопаточных аппаратов газоперекачивающих агрегатов отечественного и импортного производства.

За время сотрудничества было восстановлено двадцать комплектов сегментов соплового аппарата для агрегатов импортного производства ГТК 25И, ГТК 10И, три комплекта рабочих лопаток осевого компрессора, турбины высокого и низкого давления ГТК 10-4.

Восстановительный ремонт проводится на основании технических условий, разработанных совместно с производственно-техническом управлении "Надымгазремонт" и согласованных в управлении по транспортировке газа и газового конденсата ОАО "Газпром". На восстановленные комплекты лопаток и сегментов соплового аппарата выдается гарантия 16 000 часов.

При разработке технологии восстановления и упрочнения деталей лопаточного аппарата ГТК особое внимание оказывается выбору режимов и специальным приемам сварки, регулированию термического цикла наплавки. Используемые технологические приемы позволяют обеспечить механические и эксплуатационные свойства материала в околошовной зоне (зоне термического влияния) на уровне свойств основного материала. Проведение вакуумной термической обработки позволяет восстановить структуру основного материала после эксплуатации, повысить ее механические и эксплуатационные свойства. Определенное внимание оказывается подбору металлообрабатывающего инструмента, режимов и технологических приемов механической обработки.

После окончательного восстановления геометрии изделий НПП УАСТ предлагает реализовать различные технологии упрочнения с целью многократного увеличения эксплуатационного ресурса, повышения усталочной прочности, эрозионной, коррозионной и фреттинг-стйоксти поверхности.

НПП "УАСТ" готово к сотрудничеству в области восстановительного ремонта деталей ГТД газоперекачивающих агрегатов, их упрочнению, а также изготовлению новых импортозамещающих изделий с изготовлением конструкторской и технологической документации на основе прототипирования.

Специалистами НПП "УАСТ" для ООО "Тюментрансгаз" был восстановлен и дополнительно упрочнен комплект рабочих лопаток осевого компрессора (с 1 по 10 ступень) газоперекачивающего агрегата ГТК 10-4. Восстановительный ремонт проводился на основании технических условий, подписанных в производственно-техническом управлении "Надымгазремонт". На комплект лопаток выдана гарантия 16 000 часов. В настоящее время восстановленные и упрочненные лопатки находятся в эксплуатации на агрегате №45 КС "Надымская". Наработка по состоянию на 15.06.2006 г. составила 12 200 ч. Замечаний по работе со стороны ПТУ "Надымгазремонт" нет.

Для ОАО "Уфимское производственное объединение" (ОАО "УМПО") проведены исследования фреттинг-стойкости защитного покрытия на основе нитрида титана (TiN)

применительно к обработке бандажных полок рабочих лопаток компрессора ГТД АЛ-31СТ взамен детонационного напыления покрытия ВК25М. На основании полученных положительных результатов в настоящее время выписан технологический паспорт на изготовление опытных лопаток по предлагаемой технологии и их испытания в составе полноразмерного изделия.

  ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ РЕМОНТ

Восстановительный ремонт компрессорных лопаток включает в себя дефектацию, механическое выведение поверхностных дефектов, восстановление хорды и высоты лопатки применением специальных сварочных процессов, механическое полирование и глянцевание. Все операции проводятся под строгим контролем специалистов предприятия. Кроме визуального контроля на всех этапах технологического процесса проводится каппилярный цветной контроль по ГОСТ 18442-80.

На окончатльной стадии обработки, после механического полирования, применяется процесс электролитно-плазменного полирования (ЭПП), позволяющий значительно улучшить шероховатость поверхности (до 11-12 класса, 0.025-0.05 Ra). Такая обработка способствует снижению поверхностных концентраторов напряжения, повышению предела усталости лопаток и увеличению КПД всей установки вцелом. Подробнее о плазменном полировании.

Вид лопатки 8-й ст. ГТК 10-4 после эксплуатации,

наработка 45 тыс. часов

Восстановление геометрии лопаток наплавкой

подробнее оспециальных методах обработки

УПРОЧНЕНИЕ

Дополнительно, после полного восстановления геометрии лопатки, рекомендуется провести упрочнение поверхности комплексной вакуумно-плазменной обработкой. Комплексная обработка включает в себя ионную имплантацию поверхности различными легирующиим ионами с последующим нанесением защитного многослойного покрытия высокотвердых нитридных соединений типа Ti-TiN, Zr-ZrN. Ионная имплантация обеспечивает значительные сжимающие напряжения и уникальные физико-химические

свойства поверхности, обусловливающие повышения всего комплекса эксплуатационных свойств изделия. Последующее нанесение многослойного высокотвердого покрытия придает поверхности высокую прочность, коррозионную, эрозионную и абразивную стокость при внешнем агрессивном воздействии. При этом нанесенное покрытия характеризуется высокой адгезией и отсутствием скалываемости, что достигается проведением предварительной ультразвуковой и ионной очистки поверхности в вакууме.

Вид лопаток после восстановления с применением

электролитно-плазменного полирования (справа)

и нанесения защитного покрытия нитрида титана (TiN)

Ротор ГТК 10-4 с восстановленными и упрочненными

лопатками по технологии НПП "УАСТ" [ увеличить ]

О восстановлении турбинных лопатках [ подробнее ]

Совместно с ОАО "Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ОАО "УМПО") НПП УАСТ проводит разработку конструкторской документации по натурным образцам с возможностью изготовления модельных прототипов. Разрабатываемая документация позволяет в кротчайшие сроки поставить на производство новые, в том числе импортозамещающие изделия.

Для ООО "Тюментрансгаз" были изготовлены комплекты чертежей рабочей лопатки ТВД ГТК10И, соплового сегмента ТВД ГТК25И, шестерни промвала. Примеры трехмерых математических моделей деталей приведены на рисунках.

Математическая модель сегмента ТВД ГТК25И

Пример чертежа, выполненного по трехмерной модели.

Математическая модель рабочей лопатки ТВД ГТК10И

Математическая модель промвала ГТК

Ремонт и упрочнение лопаток паровых турбин

НачальнаяО предприятии

Лопатки ГПА

Паровые лопаткиремонт  

упрочнение   многослойное

покрытие  

Прототипирование Специальная обработка

ОборудованиеНИР

Экспертная оценкаАрматураКонтакты

Технология ремонта Технология упрочнения Многослойное покрытие Ti - TiN в условиях каплеударной эрозии Коррозионно-усталостная прочность лопаток из стали ЭП291после упрочнения (Выводы НИР ОАО «НПО ЦКТИ», г. СПб) Испытания многослойного покрытия Ti - TiN на образцах из стали 20Х13

РЕФЕРЕНЦИЯОтзыв главного инженера ООО "Энергоремонт" Р.Г.Абдрахманова о результатах совместной работы по восстановлению лопаток турбины ПТ-60-130/13 и ПТ-60-90/13  скачать отзыв 

Отзыв главного конструктора паровых машин ОАО "ЛМЗ" А.С.Лисянского о совместной работе с НПП "УАСТ" по упрочнению рабочих лопаток ТЭС "Альхолма" (Финляндия)  скачать отзыв  смотреть приложение (ротор турбины ТЭС "Альхолма" с упрочненными лопатками)

 

ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТАвернуться

НПП "УАСТ" совместно с ДООО “Энергоремонт” ОАО “Башкирэнерго” (г. Уфа) и ОАО “Ленинградский металлический завод” (г. С.-Пб) разработана и успешно внедрена технология ремонта рабочих лопаток паровых турбин без разлопачивания ротора. Технология ремонта включает в себя удаление дефектной части входной или выходной кромки пера, вварку пластины, повторяющей профиль пера, упрочнение кромок приваркой стеллитовых пластин либо плазменным напылением порошкового материала системы Ni-Cr-B-Si толщиной до 0,8 мм. Покрытие наносят таким образом, чтобы обеспечить плавный переход к поверхности лопатки. Покрытие может быть нанесено и на сварное соединение, повышая его прочность. Окончательно проводят ступенчатую термообработку, восстанавливающую свойства материала и обеспечивающую уменьшение остаточных напряжений после ремонта.

Вид эрозионо-разрушенных лопаток Вид лопаток после восстановления

При обработке технологических режимов упрочнения и сварки были проведены всесторонние сравнительные исследования структуры и физико-механических свойств материалов лопаток. Были проведены испытания на усталость, капельную эрозию.

Все образцы, изготовленные по вышеизложенной технологии, прошли усталостные испытания при напряжении, равном 100 МПа и базе испытаний 20 млн. циклов без образования трещин. Установлено, что у образцов с применяемым плазменным покрытием из материала Ni-Cr-B-Si повышается стойкость к капельной эрозии в 2,4-2,8 раза (по сравнению с образцами без покрытия), что соответствует свойствам стеллита.

Лопатки, отремонтированные по предлагаемым технологиям, в настоящее время эксплуатируются в энергосистемах Московской области и Башкирии, турбины ПТ60-130/13 Ново-Стерлитамакской ТЭЦ, Уфимской ТЭЦ-2, Кумертауской ТЭЦ и др.

Ротор турбины ТЭС "Альхолма" с упрочненными лопатками.

лопатки после упрочнения

  подробнее о методах обработки

  подробнее об оборудовании для упрочнения

ТЕХНОЛОГИЯ УПРОЧНЕНИЯвернуться

Традиционно упрочнение рабочих лопаток паровых турбин из сталей типа 20Х13, 15Х11МФ проводят припайкой на входную кромку стеллитовых (WC) пластин или нанесением высокотвердых покрытий в воздушной атмосфере. Вместе с этим, такие методы является неэффективными, что подтверждено многими научными центрами России. Припайка пластин не решает проблемы эрозионного износа и при этом значительно ухудшает аэродинамические свойства лопаточного аппарата и КПД турбины. Нанесение покрытий на воздухе (сверхзвуковое и детонационное напыление) характеризуется низкой адгезионной прочностью и выносливостью (рис. 1) из-за возникновения окисных пленок.

Рис. 1. Результаты усталостных испытаний образцов после различных вариантов обработок

1 – исходное состояние; 2 – ионная имплантация + покрытие TiN (h=8-9 мкм); 3 – сверхзвуковое нанесение покрытия на воздухе; 4 – детонационное покрытие на воздухе.

Для решения задачи упрочнения и повышения эксплуатационных свойств рабочих лопаток паровых турбин наше предприятие успешно использует комбинированную вакуумную ионно-плазменную обработку. Обработка включает в себя ионную очистку поверхности от окисных пленок, ионную имплантацию поверхности с последующим нанесением многослойного вакуумно-плазменного покрытия высокотвердых нитридных соединений: Ti-TiN, Zr-ZrN. Все операции проводят в одном вакуумном объеме.

Предлагаемая технология ионно-плазменного упрочнения поверхности, обеспечивает повышение: сопротивления капельной эрозии от 1,35-1,71 раза, коррозионной стойкости 2-3 раза, предела выносливости (при нормальных условиях) на 9,4 % предела выносливости (в коррозионной среде) на 38,9 % фреттинг-стойкости до 4 раз для титановых сплавов ВТ6, ТС5;

  Подробнее о испытании лопаток из стали ЭП291после упрочнения. Выводы НИР ОАО «НПО ЦКТИ», г. СПб

  Подробнее об испытаниях на материале 20Х13

Для реализации этих технологий изготовлено уникальное оборудование, позволяющее проводить упрочнение лопаток габаритом до 1700 мм путем нанесения на их поверхность многослойного высокопрочного покрытия на основе нитрида титана (TiN).

  Подробнее о защитных свойствах многослойного покрытия...

В технологическом процессе упрочнения лопаток использованы такие высокоэффективные методы обработки как электролитно-плазменное полирование (ЭПП), позволяющее повысить класс чистоты поверхности до 12 класса шероховатости, 0,025-0,05 Ra и ультразвуковая обработка поверхности (УЗО).

Разработанные технологии апробированы и внедрены на ведущих предприятиях России: Уфимском моторостроительном производственном объединении (ОАО "УМПО"), г. Уфа Государственном научно-производственном предприятии "Мотор", г. Уфа

Ленинградском металлическом заводе (ОАО "ЛМЗ") и Заводе турбинных лопаток (ОАО "ЗТЛ") ОАО "Силовые машины" г. С.-Пб для ТЭЦ "Альхолма" (Финляндия) и "Тянь-Вань" (Китай), Бушер (Иран), Костромская ГРЭС (Россия), ТЭС "Сипат" (Индия) и др. Упрочнение и специальные методы обработки

НачальнаяО предприятии

Лопатки ГПАПаровые лопатки

Прототипирование

Специальная обработка

ИПА   ИИ  

ВПП   ПХП  

ИЛ   ВТО   ЭПО   УЗО  

ОборудованиеНИР

Экспертная оценкаАрматураКонтакты

УПРОЧНЕНИЕ  ИПА - Ионно-плазменное азотирование в тлеющем разряде  ИИ - Ионная имплантация  ВПП - Вакуммно-плазменные покрытия тугоплавких металлов  ПХП - Плазмо-химические покрытия  ИЛ - Искровое легирование

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ  ВТО - Вакуумная термообработка  ЭПО - Электролитно-плазменная обработка  УЗО - Ультразвуковая обработка 

Используя опыт накопленный в авиационной промышленности и энергомашиностроении, НПП "УАСТ" производит упрочнение окончательно изготовленных деталей и объектов ионно-имплантационной, вакуумной ионно-плазменной обработкой. Данный способ позволяет наносить высокоадгезионные плотные покрытия на поверхность металлов и неметаллов с целью повышения износо-, жаро-, коррозионной стойкости и усталостной прочности, изменяя трибологические, электрические, оптические и др физические свойства.

Проведение ионной имплантации перед нанесением покрытия дополнительно упрочняет и активирует поверхность создает плавный переход физико-химического состояния покрытия в матрицу, устраняет границу раздела покрытие - матрица. В результате в покрытии и на поверхности подложки отсутствуют ненормированные остаточные напряжения растяжения.

Разработанная технология экологически безопасна, осуществляется без внешнего нагрева, что исключает отпуск, коробление, плавление, характеризуется малым расходом применяемых материалов, в том числе и остродефицитных.

РЕАЛИЗОВАНО И ВНЕДРЕНО Упрочнение ионной имплантацией и нанесение износостойких покрытии на лопатки паровых турбин длиной до 1500 мм по заказу АО "Ленинградский металлический завод" для ТЭС "Альхолма", "Тянь-Вань", "Бушер". Упрочнение лопаток компрессора и турбины газотурбинных двигателей воздушного и наземного базирования. Упрочнение деталей запорной арматуры паропроводов высокого давления для ТЭС России и Республики Башкортостан. Упрочнение различных деталей машин и оборудования. Упрочнение режущего инструмента, штампов, прессформ, холодно-высадочной оснастки. Нанесение износостойких и защитно-декоративных покрытий на детали машин. Нанесение покрытий с заданными трибологическими свойствами. Замена всех видов гальванических покрытии.

ДОСТИГАЕТСЯ УВЕЛИЧЕНИЕ

усталостной прочности - на 15-33%; стойкости против капельной эрозии - в 1,5-3 раза; стойкости фреттинг-износу - в 2-3 раза; стойкости твердосплавных пластин - в 2 раза; стойкости ножей для рубки - в 10 раз; стойкости прессформ и штампов, холодновысадочного и режущего инструментов - в 3-4 раза; микротвердость составляет 1500 - 2400 МПа.

ПРЕДЛАГАЕМ

Обработку изделий, с целью повышения эксплуатационных свойств на оборудовании Исполнителя. Модернизацию существующего у Заказчика, либо создание нового, оборудования под вышеуказанные технологии.

НПП "УАСТ" обладает большим научно-техническим потенциалом в области исследования эксплуатационных свойств поверхности для разработки новых технологий, в том числе, включающих в себя комбинированную обработку ионной имплантацией с последующим нанесением многослойных покрытий нитридов и карбидов тугоплавких, многокомпонентных жаростойких и керамических металлов.

Многослойное покрытие в условиях каплеударной эрозии

НачальнаяО предприятии

Лопатки ГПА

Паровые лопаткиремонт  

упрочнение   многослойное

покрытие  

Прототипирование Специальная обработка

ОборудованиеНИР

Экспертная оценкаАрматураКонтакты

вернуться

Технология ремонта Технология упрочнения Многослойное покрытие в условиях каплеударной эрозии

Известно, что капля воды диаметром 2 мм, движущаяся со скоростью 750 м/с, вызывает разрушение алмаза, карбида вольфрама и деформацию высокопрочных сплавов. При меньших скоростях – порядка 200-600 м/с, многократные удары вызывают эрозию материала. При эжтих условиях наиболее вероятный механизм каплеударной эрозии при воздействии одно- и многократных ударов, по мнению российских и зарубежных ученых, следующий. Разрушение материала поверхности происходит под воздействием растягивающих напряжений F, связанных с воздействием ударных нагрузок (рис. 1). Одиночный удар капли, как правило, не вызывает заметных разрушений даже при эксплуатационных скоростях. Однако, после нескольких тысяч ударов наблюдается появление микротрещин, что указывает на усталостный механизм разрушения поверхности. В этой связи одиночные удары приводят к возникновению структурных дефектов, связанных с перемещением дислокаций, а следовательно с наличием пластичности в материале. Поэтому в хрупком материале будет происходить разрыв (рис. 2, а) а в пластичном деформация (рис. 2, б).

Разработанное и успешно реализованное нами на основе механизма каплеударной эрозии многослойное покрытие представляет собой композиционный материал, состоящий из высокопрочных малопластичных нитридных слоев толщиной 6d-8d и пластичных металлических прослоек толщиной d (рис. 3).

Тонкие малопластичные слои воспринимают удар капли и демпфируют его на пластичном металлическом подслое (рис. 4), в котором развивается деформация. При исчерпании резерва демпфирования появляются трещины, в том числе и усталостные, которые локализуются в верхних слоях малопластичных покрытия (рис.5), что тормозит развитие разрушения вглубь поверхности.

В процессе работы лопатки на турбине происходит последовательное «срабатывание» всех слоев покрытия, обеспечивая, в сравнении с однослойными покрытиями толщиной 7-8 мкм, увеличение долговечности пропорционально количеству слоев – до 8 раз. Общий

вид реализуемого на поверхности многослойного покрытия приведен на рис.6 (поперечный шлиф, увеличение 500x). На фотографии отчетливо прослеживаются светлые горизонтальные прослойки Ti и более темные нитридные слои Ti-N.

Учитывая огромную роль усталостных процессов в развитии каплеударной эрозии, дополнительно поверхность лопатки упрочняют с применением процесса ионной имплантации. При этом реализуются твердорастворный, дисперсионный, дислокационный механизмы упрочнения. Модифицированная ионной имплантиацией структура матекриала поверхности позволяет не только обеспечить физико-химическую близость покрытия и подложки, но и дополнительное демпфирование внешнего воздействия от удара капли.

55

Электронно-лучевые установки для нанесения жаростойких и теплозащитных покрытий на лопатки газотурбинных двигателей

Существенное улучшение характеристик современных авиационных, транспортных и стационарных газотурбинных двигателей и установок достигается путем нанесения на рабочие лопатки турбин высокотемпературных жаростойких и теплозащитных покрытий, в том числе двухслойных покрытий металл - керамика:

металлический слой в двухслойном покрытии металл-керамика содержит никель (Ni), кобальт (Co), железо (Fe) или их сочетание в качестве основы, а хром (Cr), алюминий (Al) и иттрий (Y) в качестве легирующих добавок;

керамический слой в двухслойном покрытии металл-керамика состоит из диоксида циркония (ZrO2), стабилизированного 6,5…8% оксида иттрия (Y2O3).

а                                          б

Лопатки турбин с высокотемпературными защитными покрытиями: а - рабочая лопатка GTX 100 1B после нанесения жаростойкого металлического слоя Co-Ni-Cr-Al-Y;

б - лопатка после нанесения внешнего керамического слоя (ZrO2 - Y2O3)

Газотурбинный двигатель ДН-80 производства ГП НПКГ "Зоря - Машпроект" (г. Николаев, Украина) с рабочими лопатками с двухслойным защитным покрытием металл

- керамика

В пределах двухслойного покрытия металл - керамика толщина жаростойкого металлического слоя составляет от 90 до 120 мкм, а внешнего керамического - от 40 до 90 мкм для упрочняющего покрытия и от 110 мкм до 250 мкм и более для теплозащитного. Технология нанесения двухслойного защитного покрытия металл - керамика является многооперационной.

Для нанесения на рабочие лопатки жаростойкого металлического слоя предназначена электронно-лучевая установка УЭ-193.

Электронно-лучевая установка УЭ-193 для нанесения металлических жаростойких и коррозионностойких защитных покрытий на лопатки турбин осаждением из паровой

фазы в вакууме

Контроль качества металлического слоя покрытия лопаток турбин включает в себя визуальную и инструментальную оценку состояния поверхности этого покрытия, проверку адгезии покрытия с подложкой путем испытания на изгиб образцов-свидетелей, определение уровня остаточных напряжений по методу Алмена, рентгеновский флуоресцентный анализ химического состава покрытия (на образцах-свидетелях, после их термообработки в вакууме совместно с покрытыми лопатками), капиллярную дефектоскопию лопаток.

Для нанесения внешнего керамического слоя на лопатки турбин с металлическим слоем предназначена электронно-лучевая установка УЭ-137 или УЭ-187.

а                                                     б

Нанесение на лопатки турбин дополнительного внешнего керамического слоя поверх жаростойкого металлического с формированием двухслойного защитного покрытия

металл - керамика: а - электронно-лучевая установка УЭ-137 для нанесения на рабочие лопатки турбин керамических покрытий путем осаждения из паровой фазы в вакууме, в том числе покрытий из частично стабилизированного диоксида циркония (ZrO2 - Y2O3);

б - один из испарителей керамики в работе

В соответствии с требованиями Технических условий на основной материал лопаток после нанесения на лопатки внешнего керамического слоя покрытия лопатки подвергают

окончательной термообработке в вакууме - старению, а затем осуществляют контроль качества этих лопаток с оформлением паспорта качества.

Для оценки качества двухслойных защитных покрытий металл - керамика на этапе отработки технологии их нанесения применяются методы оптической микроскопии, сканирующей и трансмиссионной микроскопии, современные методы химического анализа, а также печные термоциклические испытания и испытания на газодинамическом стенде на прожиг.

Для рабочих лопаток турбин с защитными покрытиями в современных газотурбинных двигателях и установках разработана соответствующая технологическая документация, включающая технологический процесс нанесения на рабочие лопатки турбин защитных покрытий путем осаждения из паровой фазы в вакууме на электронно-лучевых установках.

Каждая из этих установок снабжена несколькими электронными пушками, формирующими первичный плоскосимметричный электронный пучок с его последующим преобразованием в осесимметричный при помощи электромагнитного поля. Электромагнитная система преобразования плоскосимметричного электронного пучка в осесимметричный и управления им выполнена в виде единого блока. Установки снабжены полупроводниковым источником питания электронных пушек мощностью 250 кВт с тиристорным управлением (ускоряющее напряжение 20…25 кВ). Системы управления установок компьютеризированы, обеспечивают автоматическую стабилизацию тока электронных пучков и ускоряющего напряжения пушек, стабилизацию уровня поверхности ванны испаряемого материала или уровня поверхности ванны выращиваемого слитка этого материала, контроль температуры поверхности конденсации.

Установки обеспечивают равномерное осаждение паровой фазы по профилю пера лопаток, воспроизводимость химического состава и толщины осаждаемого покрытия, возможность ведения процесса испарения материала покрытия в течение длительного времени и с высокой производительностью. Так, например, в установке УЭ-193 при одновременной работе всех четырех испарителей суммарная скорость испарения составляет 15 кг/ч.

Электронно-лучевая установка УЭ-187 для нанесения керамических теплозащитных покрытий на рабочие лопатки турбин

Электронно-лучевые установки для нанесения на лопатки турбин защитных покрытий осаждением из паровой фазы в вакууме поставляются "под ключ".

Методом электронно-лучевого переплава в вакууме нами производятся и поставляются высококачественные слитки из жаростойких сплавов MeCrAlY диаметром 68,5 мм и длиной 400 мм, а также слитки из частично стабилизированного диоксида циркония (с примесью HfO2 или без него) диаметром 68,5 мм, длиной 50 и 200 мм, которые используют в качестве исходного материала покрытия.

Слитки жаростойких сплавов MeCrAlY и слитки частично стабилизированного диоксида циркония

Наш Исследовательский Центр оказывает услуги по комплексному ремонту лопаток турбин, других деталей газотурбинных двигателей и агрегатов. Технология ремонта лопаток турбин включает очистку лопаток от продуктов сгорания и коррозии, восстановительную термообработку в вакууме, восстановление профиля пера лопатки традиционными методами сварки и наплавки с последующей доводкой механической и электрохимической обработками; восстановление аэродинамического профиля пера электронно-лучевыми методами; финишную термообработку в вакууме и выполнение полного спектра контроля лопаток турбин перед нанесением защитных покрытий; нанесение самих этих покрытий осаждением из паровой фазы в вакууме.

а                                    б

Отремонтированная (а) лопатка турбины и фрагмент этой лопатки в исходном состоянии (б) с повреждением

Многокомпонентные жаростойкие и коррозионностойкие покрытия Ме-Cr-Al-Y (где Ме - металлическая основа, в качестве которой применяются Ni, Co и их сочетания) лопаток турбин позволяют увеличить их эксплуатационную долговечность в 2…3 раза.

Теплозащитные покрытия металл-керамика (Ме-Cr-Al-Y/ZrO2-Y2O3) позволяют увеличить допустимую температуру газа перед турбиной, уменьшить расход топлива и улучшить экологические показатели работы энергосиловой установки.

Производительность электронно-лучевого оборудования для нанесения покрытий зависит от типоразмера деталей, на которые наносятся покрытия, толщины наносимого покрытия и составляют, например, 6 - 10 крупноразмерных лопаток промышленных турбин в смену и 35 - 50 малоразмерных рабочих лопаток авиационных газотурбинных двигателей в смену.

Для полного технологического цикла подготовки и нанесения покрытий, термической обработки покрытых изделий необходимы отапливаемые помещения в пределах единого цеха с суммарной производственной площадью 1500 м2.

Необходимая рабочая сила при экономически оправданной двухсменной работе (допускается оперативная трехсменная работа) составляет: инженерно-технических работников - 5 - 6, а производственных рабочих - 16.

Срок окупаемости при двухсменной работе и полной загрузке оборудования и аппаратуры не превышает трех лет.

Промышленно освоен, сертифицирован согласно ISO 9001 интегрированный технологический процесс нанесения покрытий на лопатки турбин, защищен патентами. Технологический процесс и электронно-лучевые установки для его реализации прошли многолетнюю проверку в условиях промышленного производства в Украине, России, США и других странах.