Наукові статті кафедри ОП і НС

Permanent URI for this collection

https://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/2250

Browse

Browsing Наукові статті кафедри ОП і НС by Subject "blades"

Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Прогнозування безпеки і довговічності робочих лопаток газових турбін
    (Науково-технічний журнал «Металознавство та обробка металів», 2020) Шмирко, Віра Іванівна; Shmyrko, Vera I.; Шмырко, Вера Ивановна; Коробко, Олександр Вікторович; Korobko, Alexander V.; Коробко, Александр Викторович; Писарський, Андрій Олексійович; Pisarskiy, Andrey O.; Писарский, Андрей Алексеевич; Троян, Юлія Іванівна; Trojan, Juliia I.; Троян, Юлия Ивановна
    UK: Підвищення надійності стаціонарних газових турбін залежить від гарантованої працездатності робочих лопаток, що зазнають комплексного впливу високих температур, навантажень , агресивних середовищ. Робочі лопатки є відповідальними деталями складної геометричної форми, що виготовляються з жароміцних сплавів на нікелевій основі. Складність прогнозу тривалості їх експлуатації пояснюється відсутністю даних про міцність і корозійну стійкість сплавів на базі, яка сумірна ресурсу роботи лопаток, а проведення комплексних досліджень або натурних тривалих випробувань вимагає великих тимчасових і фінансових витрат. В даний час розрахунки границь довготривалої міцності виробляються за допомогою різних методів екстраполяції результатів короткочасних випробувань. Для прогнозу жароміцних характеристик сплавів, що працюють в окисному середовищі, найбільш широко застосовуються температурно-часові рівняння тривалої міцності Міллера-Ларсона, Шербі-Дорна, Менсона-Хаферда. В роботі проведені дослідження можливості використання параметричних температурно-часових рівнянь для прогнозу жароміцності деталей, що зазнають високотемпературного сульфідно-окисного впливу, а також визначено найбільш надійний параметричний метод прогнозу часу безаварійної роботи лопаток. Аналіз експериментальних і розрахункових значень границь довготривалої міцності показав, що в умовах агресивного впливу розрахунок часу до руйнування можливий лише для корозійностійких сплавів IN-738, ЗМІ-3У, для сплаву ВЖЛ12-У, незалежно від методу, характерне істотне збільшення різниці експериментальних і екстрапольованих характеристик. Зі збільшенням часу екстраполяції до 5000 годин при 850oС і вище виконати прогноз для сплаву ВЖЛ 12У неможливо. Розрахунок максимального ресурсу безаварійної роботи деталей дозволяє не тільки економити дорогі жароміцні матеріали, знизити трудовитрати на їх виготовлення і ремонт, а й підвищити надійність функціонування газотурбінних двигунів. EWN: The improving reliability of stationary gas turbines depends on the guaranteed efficiency of turbine blades tested by the complex effects of high temperatures, mechanical loads, and aggressive medium. Turbine blades are critical parts with complex geometric forms made of nickel-base superalloys. The complexity of forecasting of their lifetime is explained by the data missing on the strength and corrosion resistance during their lifetime. The investigation of their characteristics takes much time and is expensive. Nowadays, the long-term strength calculations are carried out using various methods of extrapolation of the results of short-term tests. In order to forecast the high-temperature characteristics of alloys operating in an oxidizing medium, the time-temperature equations of the long-term strength by Miller-Larson, Cherby-Dorn, Manson-Haferd are most widely used. The studies of the possibility to use parametric time-temperature equations to forecasting the heat resistance of parts tested high-temperature sulfide-oxiding impact are presented. The most reliable parametric method of forecasting the trouble-free operation of the turbine blades has been determined. The analysis of the experimental and calculated values of the long-term strength was showed that under aggressive conditions, the calculation of the time to rupture is possible only for the corrosion-resistant alloys IN-738, ЗМИ-3У. A significant increase in the scattering of experimental and extrapolated features is characteristic, regardless of the method was considered. It was established to make a forecast for ВЖЛ 12У alloy with an increase in extrapolation time to 5,000 hours at 850 °C and above, it is impossible. The maximum resource calculation of trouble-free operation of parts allows not only to save expensive heatproof materials, decrease labor efforts for their manufacture and repair process, but also to increase the reliable operation of gas-turbine engines. RU: Повышение надежности стационарных газовых турбин зависит от гарантированной работоспособности рабочих лопаток, испытывающих комплексное воздействие высоких температур, напряжений, агрессивных сред. Рабочие лопатки являются ответственными деталями сложной геометрической формы, изготавливаются из жаропрочных сплавов на никелевой основе. Сложность прогноза продолжительности их эксплуатации объясняется отсутствием данных о прочности и коррозионной стойкости сплавов на базе, соизмеримой с ресурсом работы лопаток, а проведение комплексных исследований или натурных длительных испытаний требует больших временных и финансовых затрат. В настоящее время расчеты пределов длительной прочности производятся с помощью различных методов экстраполяции результатов кратковременных испытаний. Для прогноза жаропрочных характеристик сплавов, работающих в окислительной среде, наиболее широко применяются температурно-временные уравнения длительной прочности Миллера-Ларсона, Шерби-Дорна, Мэнсона-Хаферда. В работе проведены исследования возможности использования параметрических температурно-временных уравнений для прогноза жаропрочности деталей, испытывающих высокотемпературное сульфидно-окисное воздействие, а также определен наиболее надежный параметрический метод прогноза времени безаварийной работы лопаток. Анализ экспериментальных и расчетных значений пределов длительной прочности показал, что в условиях агрессивного воздействия расчет времени до разрушения возможен лишь для коррозионностойких сплавов IN-738, ЗМИ-3У, для сплава ВЖЛ12-У, независимо от метода, характерно существенное увеличение разброса экспериментальных и экстраполированных характеристик. С увеличением времени экстраполяции до 5000 часов при 850oС и выше выполнить прогноз для сплава ВЖЛ 12У невозможно. Расчет максимального ресурса безаварийной работы деталей позволяет не только экономить дорогостоящие жаропрочные материалы, снизить трудозатраты на их изготовление и ремонт, но и повысить надежность функционирования газотурбинных двигателей.