ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сопротивление эрозии из "Материалы и прочность деталей газовых турбин " По мере роста параметров энергетических машин, попыток снижения стоимости эксплуатационных расходов за счет снижения требований к очистке и фильтрации топлива увеличивается количество деталей, у которых наблюдаются эрозионные повреждения. Эрозия наблюдается у деталей насосов и в арматуре -это так называемая щелевая эрозия металла под действием воды [207], в лопатках последних ступеней паровых турбин под действием влажного пара, в деталях компрессорных и тягодутьевых машин под действием пыли, содержащейся в воздухе, -газоабразивный износ [208], у молотков зернодробилок и т.д. [c.320] В судовых ГТУ лопатки компрессора подвергаются под действием частиц морской воды одновременному воздействию эрозии и коррозии. [c.321] На лопатках же газовых турбин процессы эрозии (от частиц пиролитического углерода, песка и пыли, проходящей через компрессор частиц нерасплавленной морской соли, попадающей в турбину из топлива и из компрессора несгоревших частиц каменного угля) всегда сопровождаются процессами высокотемпературной коррозии (окисления или различных материала, розни). [c.321] Если в авиационных турбинах процессы эрозии играют роль в основном при взлете и посадке самолета или вертолета (запуске и остановке двигателя) в условиях запыленного воздуха аэродрома, то в судовых и энергетических ГТУ эрозия наблюдается в течение всего времени эксплуатации. [c.321] Рассмотрение различных проявлений процесса эрозии требует их разделения по механизму оказываемого воздействия на металл. [c.321] При малой толщине ОП (или покрытия) доминирующее влияние на эрозию оказывают свойства основного металла, а не свойства его оксидной пленки (покрытия). Разрушение ОП зависит от максимальных напряжений растяжения в зоне локальных дефектов ОП. Схематически эрозионное воздействие частиц изображено на рис. 4.29. [c.322] Одним из вариантов описания процесса эрозии является метод, основанный на гипотезе выплавления микрообъемов и реализованный в виде специальных формул. Предложено также много формул, касающихся газоабразивного износа, которые, однако, нельзя использовать для эрозионно-коррозионных процессов в газовых турбинах. [c.322] Исследования процессов эрозии лопаток щюводятся на различных стендах и путем испытаний газотурбинных двигателей. Некоторые стенды используют струи запыленного воздуха или газа, направленные на неподвижные образцы, в других моделируются аэродинамические эффекты, создаваемые течением около моделей лопаток. Применяются также лабораторные методы определения областей хрупкого и вязкого разрушения поверхностных пленок, а также характеристик, необходимых для расчетов. К их числу относятся методы соударения с заданными скоростями материалов с инденторами заданного диаметра. [c.322] Повышенная эрозия в условиях коррозии связана с изменением структуры и состава оксидных пленок. Как видно из рис. 4.32, сопротивление эрозии материалов с оксидной пленкой А12О3 выше, чем с пленкой СггОз. [c.325] Процесс эрозии имеет инкубационный период длительностью, зависящей от условий испытания. Так, в опытах [210] инкубационный период составил 7 ч. Однако в работе [209] инкубационный период для сплава ЭП539 (ХН58КВТЮМБА) при 900 С обнаружен не был. [c.325] Поведение материалов при совместном действии эрозии и окисления различно при разных скоростях. [c.326] При малы ( скоростях частиц разрушение тонкой оксидной пленки за счет эрозии приводит к ее восстановлению и увеличению за счет окисления. При больших скоростях эрозии процессы окисления реализоваться не могут и происходит потеря массы (рис. 4.34). [c.326] Влияние скорости частиц различно для хрупких и пластичных материалов и описывается экспоненциальной зависимостью с п = = 2+2,4 для пластичных и п - 2,4-г-б для хрупких материалов. Отмечается, что критическая скорость соударения, вызывающая недопустимую скорость эрозии, равна 240 м/с. Характер влияния угла на поверхность эродирующего материала - фактор, не зависящий от температуры. Он зависит от того, является ли он хрупким или пластичным при заданной температуре (рис. 4.35). [c.327] Для пластичных материалов наибольшая скорость высокотемпературной эрозии наблюдали при а гО 30 (см. рис. 4.30) [209]. [c.327] Согласно данным [214] частицы морской соли воздействуют на эрозионное поведение материалов не менее интенсивно, чем кварцевый песок. [c.328] Когда в камерах сгорания с большой теплонапряженностью на горелках и головке образуется пиролитический углерод, то впоследствии его отложения могут отслаиваться и, попадая на направляющие и рабочие лопатки, вызвать их эрозию [214]. [c.328] Вернуться к основной статье