Дослідження та оцінка термоциклічної стійкості плазмових ущільнюючих покриттів для вузлів газотурбінних установок

Автор(и)

  • V Lebedev Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАНУ, м. Київ, Україна
  • O Dubovyi Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, м. Миколаїв, Україна
  • S Loi Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, м. Миколаїв, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15588/1607-6885-2019-2-7

Ключові слова:

плазмове напилювання1, вузли, ущільнення2, дослідження3, нові складові4, умови використання5, термічна стійкість6, мікроструктура7

Анотація

Актуальність роботи. Одним з раціональних способів підвищення зносостійкості деталей машин є локальний захист ділянок підвищеного зносу елементами зі зносостійких матеріалів. Таку захисну структуру можна забезпечити попереднім нанесенням покриттів за допомогою плазмового напилювання. Це зокрема, стосується плазмового ущільнюючого покриття вузлів газотурбінних установок, які, наприклад, використовуються в складі суднового обладнання. При цьому зазначені вузли неминуче піддаються впливу досить високих температур, зокрема термоудару, що може призвести до руйнування покриття. У зв’язку з цим робота спрямована на пошук рішення актуального науково-практичного завданн я – отримання ущільнюючих покриттів, виконаних плазмовим напилюванням, стійких до термоудару та аналіз умов експлуатації ущільнюючих покриттів для оцінювання їх впливу на напилений шар.

Мета роботи – визначення термічної стійкості ущільнюючих покритті, в тому числі при термоциклічних випробуваннях на газодинамічному стенді, та оцінка впливу умов експлуатації на мікроструктуру і фазовий склад напиленого шару.

Методи дослідження. Для дослідження мікроструктури використана оптична і растрова електронна мікроскопія. Твердість зразків вимірювали за допомогою твердоміра Віккерса. Використовувалась розроблена установка для визначення стійкості покриття до теплозмін. Проводився ренгенофазовий аналіз.

Результати. Запропоновані ущільнення на основі самофлюсуючогося сплаву ПГ-10К-01 з добавками твердих змащень С(Ni) і BN(Ni) можуть працювати за температур до 1000...1050 °С, що відповідає умовам в продуктах згоряння палива ДС. У результаті випробувань встановлено, що два варіанти розроблених ущільнень ПГ-10К-01+20 %C(Ni) і ПГ-10К-01+20 %BN(Ni) за корозійно-ерозійною і термічною стійкыстю перевершує серійне осередкове (стільникове) ущільнення з серійним наповнювачем УМ-16П.

Наукова новизна. Уперше проведено комплексне дослідження та оцінка термоциклічної стійкості на термоудар ущільнюючих покриттів, виконаних плазмовим напиленням вузлів газотурбінних агрегатів. Встановлено, що в структурі яка напилена з цілеспрямованим вибором складових ПГ-10К-01+20 %C(Ni) і ПГ-10К-01+20 %BN(Ni) за корозійно-ерозійною і термічною стійкыстю перевершує серійне осередкове (стільникове) ущільнення з наповнювачем УМ-16Пта 20Б.

Практична цінність. Показана принципова можливість заміни плазмового напилювання в контрольованій атмосфері плазмовим напиленням спеціально обраними складовими на повітрі, що дає суттєві технічні та технологічні переваги. Запропоновані модернізовані типи ущільнюючих покриттів, які суттєво переважають ті, що застосовувалися до сьогодні.

 

 

##submission.downloads##

Номер

№ 2 (2019): Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні

Розділ

Технології отримання та обробки конструкційних матеріалів

Ліцензія

Положення про авторські права Creative Commons

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.