21.Коррозия и эрозия проточных частей элементов гту. Понятие

коррозии и эрозии. Причины коррозионного воздействия на узлы и

детали элементов ГТУ.

Под коррозией понимается химическое разрушение металлических сплавов под воздействием жидкостей, паров или газов. Под эрозией - процесс разрушения металла в результате механического воздейст­вия на него твердых частиц.

В процессе эксплуатации ГТУ активному коррозионному воздейст­вию подвергаются различные их узлы, детали и агрегаты. Причиной этого является постоянное контактирование металла ГТУ с: влажным морским воздухом, насыщенными солями; морской водой, попадающей на детали при забрызгивании и заливании воздухозаборных шахт; водой, находящейся в топливе и масле. Кроме того, облопатывание компрессоров и турбин постоянно находится под эрозионным воздейст­вием твердых частиц, заносимых в проточные части вместе с воздухом. Проточные части газовых турбин дополнительно подвергаются еще и га­зовой коррозии.

Эрозионные процессы в турбинах интенсифицируются за счет вы­соких скоростей газового потока и резких колебаний его температу­ры в периоды пуска и на переменных режимах работы ГТУ. Существен­ное коррозионное и эрозионное поражение важных узлов ГТУ (облопатывание компрессоров и турбин, подшипники, отдельные агрегаты и механизмы систем топливорегулирования и защиты) неминуемо при­водит к снижению надежности всей ГТУ.

22.Виды коррозии и эрозии деталей компрессоров. Физическая сущность

протекающих процессов. Определяющие факторы. Виды эрозионного

износа при работе на загрязненном воздухе. Физическая сущность.

Определяющие факторы.

ПРОТОЧНАЯ ЧАСТЬ КОМПРЕССОРОВ. Детали компрессоров в основном подвергаются электрохимической (атмосферной) коррозии. Наиболее интенсивно протекает точечная коррозия, она сосредотачивается на небольших участках и развивается по границам зерен сплава. Счи­тается, что никакие меры практически не могут абсолютно защитить металл от появления точечной коррозии в морской среде. Время появ­ления точечной коррозии зависит от свойств сплава и внешних условий. Она начинается при нарушении защиты небольшого участка поверхности металла. Например, вследствие эрозионного воздействия твердых частиц, заносимых вместе с воздухом. При этом образуется гальваническая пара с анодом в виде малой активной поверхности и катодом, который представляет вся защищенная поверхность металла. Возникающая разность потенциалов гальванической пары (до 0,5--0,6 В) вызывает большой анодный ток. Этим объясняется быстрота развития коррозионного процесса. Разрушение распространяется вглубь в связи с пассивностью металла, окружающего небольшой анод, и активизирующим действием образующихся продуктов коррозии.

Интенсивность точечной коррозии зависит от температуры, концентрации NaCl и напряженности металла. С увеличением температуры она возрастает и достигает максимума при значении около 90 °С. При дальнейшем росте температуры происходит ее снижение, так как начинает резко уменьшаться концентрация кислорода. С по­вышением концентрации NaCl возрастает число образовавшихся рако­вин. Коррозионное поражение становится более равномерным. В усло­виях механической напряженности металл детали подвергается одновременному воздействию с коррозионной средой. Возникает так назы­ваемая коррозия под напряжением, в результате чего в металле обра­зуются коррозионные трещины. Подобные поражения, например, рабочих лопаток компрессоров приводят к их обрыву и разрушению проточной части.

В процессе эксплуатации ГТУ проточные части компрессоров под­вергаются постоянному эрозионному воздействию твердых частиц, за­носимых вместе с воздухом, а также образующихся в результате не­полного сгорания топлива. Опыт эксплуатации морских и авиационных ГТД показывает, что проточная часть компрессоров в значительной степени подвергается эрозии. Наибольший эрозионный износ приходит­ся на рабочие лопатки, начиная с входной кромки, затем переходит на корытце и далее к их концам. Интенсивность износа от средних ступеней к последней возрастает. В меньшей степени эрозионному износу подвергаются лопатки спрямляющих аппаратов.

Эрозионный износ лопаток компрессора при работе его на загряз­ненном воздухе может иметь два вида: ударный и истирание.

Ударный износ вызывают частицы, которые не успевают откло­ниться вместе с потоком воздуха при проходе его через проточную часть и ударяются о рабочую поверхность лопаток, после чего обрат­но возвращаются в поток. При этом они разрушают поверхностный слой металла лопаток.

Износ истиранием вызывают частицы, перемещающиеся вместе с потоком воздуха вдоль поверхности лопаток и прижимающиеся к ним аэродинамическими или центробежными силами. При этом, царапая по­верхность лопаток острыми кромками, они изнашивают их по всех длине.

Эрозионное повреждение облопатывания компрессоров в основ­ном связано с ударным износом. Наибольшее разрушение поверхности лопаток производят частицы размером выше 5-10 мкм.

Интенсивность эрозионного износа зависит от ряда факторов, основными из которых являются: концентрация загрязнений в возду­хе; продолжительность работы на загрязненном воздухе; угол и ско­рость соударения частиц с поверхностью лопатки; материал лопатки; размер и состав частиц загрязнения.

При ударном износе его величина прямо пропорциональна кон­центрации загрязнений и времени работы ГТД. Интенсивность удар­ного износа пропорциональна скорости соударения частиц. Она су­щественно возрастает с увеличением размеров частиц в загрязненном воздухе. Однако мелкие частицы (5-7 мкм) при длительной работе компрессора вызывают значительный износ его облопатывания.

Наиболее высокой стойкостью к эрозионному воздействию обла­дает сталь. Эрозионная стойкость стальных лопаток при равных ус­ловиях в 2,5-3 раза выше по сравнению с титаном и в 2 раза по сравнению с алюминиевыми сплавами.

Следствием эрозии является снижение прочностных характерис­тик материала лопаток, а также аэродинамических качеств компрес­соров.