Розробка методів оцінки корозійного ресурсу та середніх робочих температур захисних металевих покриттів лопаток газових турбін - Автореферат

РОЗРОБКА МЕТОДІВ ОЦІНКИ КОРОЗІЙНОГО РЕСУРСУ ТА СЕРЕДНІХ РОБОЧИХ ТЕМПЕРАТУР ЗАХИСНИХ МЕТАЛЕВИХ ПОКРИТТІВ ЛОПАТОК ГАЗОВИХ ТУРБІНРобота виконана в інституті технічної теплофізики Національної академії наук України. Науковий керівник: доктор технічних наук, зав. відділом, Круковський Павло Григорович, Інститут технічної теплофізики Національної академії наук України Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, провідний науковий співробітник, Нікітенко Микола Іванович, Інститут технічної теплофізики НАН України кандидат технічних наук, керівник групи впровадження нових технологічних процесів, Топал Валерій Іванович, Дослідний центр “Пратт і Уітні - Патон” Захист відбудеться 06.10. 2004 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.224.02 інституту технічної теплофізики НАН України за адресою: 03057, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці інституту технічної теплофізики НАН України за адресою: 03057, м.Розрахунковий аналіз (моделювання) процесів масообміну основних елементів, що утворюють оксид, (у нашому випадку Al) у покритті та основному сплаві протягом тривалого часу є можливим і дешевим шляхом оцінки корозійного ресурсу покриттів. Існуючі моделі, що описують процеси високотемпературного окислювання й дифузії у покриттях типу MCRALY, використовують прості апроксимаційні емпіричні залежності (ступеневого чи іншого виду) для зміни маси або товщини окисної плівки у часі, а також використовують диференціальні рівняння, які описують дифузійні процеси елементів, що утворюють оксид у системі “оксид - покриття - основний сплав”. Проблему визначення середніх робочих температур покриттів лопатки ГТУ після визначеного терміну експлуатації на сьогоднішній день намагаються вирішувати в основному за допомогою геометричного аналізу розмірів зерен фаз, що формують мікроструктуру сплаву лопатки або покриття. Уперше розроблено метод визначення середньої робочої температури і залишкового ресурсу захисних металевих покриттів лопаток ГТУ, для визначення яких використовується математична модель процесів дифузії і дані рентгеноспектрального мікроаналізу або експериментальні дані вмісту Al у покритті за допомогою приладів, що не руйнують покриття. Прогнозування розподілу Al і оцінка ресурсу покриттів ГТУ можуть використовуватися при створенні та оптимізації нових типів покриттів, та лопаток ГТУ.Розроблено удосконалену математичну модель на основі рівняння дифузії, що дозволяє здійснювати прогноз процесів масообміну в захисних покриттях MCRALY. Уперше розроблено метод, що дозволяє проводити оцінку середньої робочої температури і залишкового ресурсу захисних металевих покриттів лопаток ГТУ за допомогою моделі, що описує процеси масообміну в покритті. Для використання запропонованих методів і моделей в практичних цілях проведено параметричний аналіз чутливості моделі, вирішені тестові ОЗ, також приведені рішення тестових задач по визначенню ресурсу захисних металевих покриттів, що дозволили визначити вплив похибок параметрів моделі, що виникають через похибки в експериментальних даних, за якими проводиться рішення ОЗ. Проведено прогнозування процесів масообміну в покриттях NICOCRAL з початковим вмістом Al 8.4% і представлені результати оцінки ресурсу: ресурс покриття товщиною 200 мкм при температурі 900 °С склав 49000 год., при 950 °С - 21000 год. і при 1000 °С - 12000 год.