- •3. Испытания на усталость лопаток трд и обработка результатов эксперимента
- •3.1. Анализ усталости профильных частей лопаток гтд
- •3.1.1. Особенности стальных лопаток компрессора
- •3.2. Анализ титановых лопаток компрессора
- •3.2.1.Влияние на сопротивление усталости лопаток структуры материала
- •3.2.2.Влияние на усталость лопаток масштабного фактора
- •3.2.3.Особенности кривых усталости лопаток компрессора
- •3.3. Литые лопатки турбины
- •3.3.1.Влияние на усталость лопаток технологических факторов
- •3.3.2.Влияние на усталость конструктивного и масштабного факторов
- •3.3.3. Влияние эксплуатационных факторов на усталость деталей гтд
- •3.4. Типичные коррозионные повреждения и влияние их на усталость
- •3.5. Влияние технологической наследственности на коррозионную стойкость
- •3.5.1. Влияние на усталость коррозионных повреждений
- •3.6. Некоторые способы защиты деталей гтд от коррозии
- •3.6.1. Физический процесс фреттинг-коррозия в лопатках компрессора
- •Литература
- •Электронные источники
- •Оглавление
3.6. Некоторые способы защиты деталей гтд от коррозии
Для защиты от коррозии используются гальванические покрытия из никеля, хрома, кадмия, титана, цинка, меди, а также алитирование и др. Эффективность покрытий прямо пропорциональна толщине их слоя. В агрессивной среде для стальных деталей необходимо покрытие толщиной не менее 25 ... 50 мкм, а в обычных атмосферных условиях толщина покрытия может быть уменьшена до 13 ... 15 мкм. В приморских районах не рекомендуется применение фосфатирования и оксидирования как нестойких покрытий. Нецелесообразно также применение пористых покрытий.
Сопротивляемость коррозии коррозионно-стойких сталей мартенситного класса с учетом технологической наследственности можно повысить за счет повышения температурного отпуска (до 650°С).
На деталях, поверхность которых при работе подвергается эрозии (входные кромки и корыто лопаток), покрытия быстро разрушаются, а недостаточная адгезия покрытий приводит к развитию под ними точечной коррозии. Для повышения предела выносливости лопаток ГТД, подверженных коррозионному повреждению, применяется поверхностное упрочнение профиля лопаток гидродробеструйной обработкой, гидрогалтовкой, виброгалтовкой или ультразвуком. После эксплуатации в коррозионных средах предел выносливости серийных лопаток составлял 0,25 от исходного значения, т. е. = 2,5. Для упрочненных лопаток =1,5 ... 1,79, т. е. предел выносливости лопаток повышается на 40 ... 60% (табл. 7.6).
Для защиты лопаток от коррозии применяют покрытия типа ЭП586 на основе эпоксидных смол, гальванические покрытия типа Ni — Cd, диффузионные Дифа-СФ и т. п. Но эти покрытия плохо сопротивляются эрозии, а поверхности с нарушенным покрытием корродируют. Недостатком неметаллических покрытий является их значительная толщина (около 100 мкм) и невысокая температура применения до 300"С. Общим недостатком металлических покрытий, наносимых обычно гальваническим способом, является некоторое снижение предела выносливости детали.
В настоящее время разработаны технологические операции, применение которых уменьшает отрицательное влияние покрытий. К ним относится термодиффузионный отжиг деталей с Ni — Cd покрытием, который не снижает лопаток из коррозионно-стойких сталей при нормальной температуре и способствует его сохранению даже после эксплуатации изделий и при наличии на лопатках эрозионных повреждений. Применение покрытия Ni — Cd с термодиффузионным отжигом не снижает при наличии повреждений забоинами.
В последнее время для повышения коррозионно-эрозионной стойкости стальных лопаток компрессора, изготовленных из сталей типа 13Х11Н2В22ММФ-III, 14Х12Н2М2ФАБ-III, применяется низкотемпературное алитирование силикатно-фосфатной пленкой.
Для предотвращения коррозионных повреждений при эксплуатации в условиях морского климата эффективны мероприятия: промывка пресной водой; консервация специальной эмульсией АКОР; при длительных стоянках делаются периодические запуски с последующей консервацией двигателя.
Таблица 3.6.6
Усталость стальных лопаток V ступени компрессора в зависимости от вида обработки и степени повреждения коррозией (Сталь 18Х11Н2В2МФ, отпуск 580°С)
|
Состояние поверхности |
, МПа, на базе 107 циклов |
Коэффициент влияния состояния поверхностного слоя βп
|
Коэффициент влияния коррозионного повреждения |
п/п |
||||
1 |
Серийная обработка |
460 |
1,0 |
— |
2 |
Серийная обработка + гидродробеструйная обработка |
550...570 |
1,2...1,24 |
— |
3 |
Серийная обработка + коррозионные повреждения глубиной 100 мкм |
180 |
— |
2,56 |
4 |
П.2 + коррозионное повреждение |
260...300 |
— |
1,79...1,54 |
5 |
П.2 + покрытие неметаллическое (эмаль ЭП586) |
540 |
1,17 |
|
6 |
П.5 + наработка на стенде 200 ч + коррозионное повреждение |
230...300 |
|
2...1,54 |