Коррозионная усталость рабочих лопаток

КОРРОЗИОННАЯ УСТАЛОСТЬ РАБОЧИХ ЛОПАТОК [c.445]

Меры предупреждения коррозионной усталости рабочих лопаток [c.453]

Оптимизация конструкции рабочих лопаток. Сопротивление коррозионной усталости рабочих лопаток, прежде всего, зависит от их нагру-женности постоянными и переменными усилиями. Важным фактором является также частота пусков, при которых лопатки одновременно проходят через резонансные зоны и через линию фазового перехода с подсушкой и соответственно концентрированием агрессивных примесей. Главной мерой борьбы в таких условиях является исключение резонанса, достигаемое мерами, рассмотренными выше. [c.454]

Коррозионная усталость хвостовиков. Она возникает по тем же причинам, что и коррозионная усталость рабочих лопаток из-за совместно протекающих процессов язвенной коррозии и описанной выше усталости. При этом следует иметь в виду, что зазоры в хвостовых соединениях способствуют скоплению в них как агрессивных растворов высокой концентрации из-за их выпаривания, так и твердых отложений, в порах которых концентрируются агрессивные вещества. Эти твердые отложения практически невозможно удалить промывкой. Поэтому, в отличие от поверхностей рабочих частей лопаток, с которых отложения периодически удаляются, постоянно протекающие процессы язвенной коррозии снижают прочность хвостовых соединений. [c.472]

Анализ зарубежных публикаций [163] показывает, чтб одной из наиболее распространенных причин повреждения рабочих лопаток паровых турбин является коррозия из-за повышенной концентрации коррозионно-активных загрязнений. Коррозионным повреждениям в виде общей коррозии, язвенной коррозии, коррозии под напряжением и коррозионной усталости подвержены все лопаточные стали, в том числе и нержавеющие. [c.283]

Таким образом, главным внешним признаком коррозионной усталости является возникновение и развитие трещины, идущей от язвы. Однако отсутствие язв при усталостном разрушении еще не означает отсутствие влияния коррозионных эффектов. Это является одной из причин занижения числа повреждений рабочих лопаток от коррозионной усталости. В частности, даже в чистой воде снижаются усталостные характеристики материала, хотя при этом язвы не образуются. [c.445]

Разрушение рабочих лопаток от коррозионной усталости [c.446]

Аналогичная ситуация с использованием рабочих лопаток из титана для зоны фазового перехода. Обладая высокими механическими свойствами, титановые сплавы в 5—8 раз дороже стали, что при сравнительно редкой повреждаемости рабочих лопаток от коррозионной усталости делает их использование дискуссионным. [c.453]

Несмотря на весьма широкий фронт исследования различных материалов, потенциально пригодных для рабочих лопаток, общий вывод практически всех исследователей состоит в том, что использовать новые материалы вместо 12 %-ной хромистой стали следует только в тех случаях, когда нельзя получить достаточно высокого качества пара. Ряд фирм, вообще считает, что их опыт не указывает на необходимость изменения материала для рабочих лопаток, работающих в области влажного пара. Однако одновременно другие фирмы, не настаивая на необходимости немедленного изменения материала лопаток, считают, что кардинальное решение проблемы коррозионной усталости будет получено при подборе материала, обладающего, кроме обычно требуемых качеств, еще и высоким сопротивлением коррозионной усталости. [c.454]

Как обычная, так и коррозионная усталость интенсифицируется при усилении вибрации рабочих лопаток, вследствие их работы в условиях резонанса, недостаточно плотной установки на диске или ослаблении закрепления. [c.472]

Лопатки компрессоров. На лопатки как осевых, так и центробежных компрессоров обычно действуют значительные вибрационные нагрузки. В связи с этим основными требованиями являются высокая усталостная прочность материала и его способность к демпфированию колебаний. Поскольку в компрессорах конструкционное демпфирование играет сравнительно меньшую роль по сравнению с аэродинамическим, а иногда и демпфированием в материале, то выбор материала лопаток и режима его термообработки проводят с учетом требования получения декремента затухания максимально возможного значения. Следует иметь в виду, что логарифмический декремент затухания колебаний у широко применяемых для лопаток хромистых сталей с повышением температуры, уровня вибрационных и растягивающих напряжений увеличивается. Тем не менее вибрационные напряжения в рабочих лопатках иногда достигают 200 МПа. Так, повреждения от ударов посторонним предметом или коррозионные повреждения (коррозионное растрескивание) являются концентраторами, резко снижающими усталостную прочность лопаток. Поэтому используются все меры, позволяющие повысить предел усталости, в частности соответствующая обработка поверхности. Требования коррозионной стойкости материала и его сопротивления коррозионной усталости являются особенно важными для компрессоров газовых турбин, работающих в морских условиях. Материал компрессорных лопаток, работающих на загрязненном воздухе, должен противостоять эрозии. В противном случае сопротивление эрозии должно обеспечиваться применением специальных покрытий. Под действием центробежных сил в лопатках возникают растягивающие напряжения, поэтому материал должен также обладать определенным уровнем прочностных свойств при рабочих температурах. Особенно существенным становится это требование для высокооборотных компрессоров. В компрессорах с большими степенями сжатия температура лопаток может достигать уровня, при котором необходимо учитывать изменение характеристик материала во времени, в частности сопротивление ползучести. [c.40]

Инженер-конструктор создает продукцию двух видов проект деталей и узлов, представленный чертежами и описательными ведомостями, и прогнозную оценку (расчет) их надежности и работоспособности. Именно второй вид продукции требует самых больших усилий и наиболее активного сотрудничества с разработчиками материалов. Предметом рассмотрения в данном случае является такой аспект работоспособности деталей, как рабочая долговечность. Чтобы предсказать ее, инженер должен определить напряжения, температуру, химический состав рабочей среды и характеристики поведения материала. Для этого он может воспользоваться собственными расчетами, проведением испытаний или консультацией специалистов. Чтобы описать поведение, можно использовать характеристики как связанные, так и не связанные с разрушением. К последней группе характеристик относятся такие свойства, как модули нормальной упругости и сдвига, коэффициент Пуассона, коэффициент линейного расширения, теплопроводность, излучательная способность, плотность. Они нужны для расчета напряжений, деформаций и температур. В числе связанных с разрушением рассматривают коррозионные свойства, характеристики ползучести и длительной прочности, диаграммы много- и малоцикловой усталости, характеристики вязкости разрушения, текучести и предела прочности. Совместное рассмотрение всех этих характеристик приводит к выводу, что механизмы разрушения (в их зависимости от температуры и числа циклов нагружения) представляют наибольший интерес для конструкторов камеры сгорания, а также рабочих и направляющих лопаток. [c.63]

Роль коррозионной усталости весьма четко видна из рис. 16.21 основной вклад в разрущение рабочих лопаток ЦНД внесла предпоследняя ступень, работающая в зоне фазового перехода, где концентрация примесей в образующихся агрессивных растворах максимальна (см. п. 16.4.3). В основном разрушения происходили от коррозионной усталости. Для лопаток последней ступени, где статические напряжения выше, образующиеся агрессивные растворы имеют меньшую концентрацию и разрушений меньше. В предпредпоследней ступени, где зона фазового перехода может возникать периодически, малы статические напряжения и разрушения также происходят реже. [c.446]

Моделирование различных стадий развития коррозии показало, что питтинги при постоянном воздействии активных хлор-ионов углубляются, образуют скопления, сливаются в язвины и оспины. При наличии на рабочей поверхности рисок от механической обработки питтинги располагаются вдоль линий механических напряжений, образуя впоследствии поверхностные коррозионно-усталост-ные трещины. Распространение процесса растворения металла вглубь приводит к образованию ножевых трещин. Наличие таких дефектов неоднократно отмечалось на направляющих и рабочих лопатках компрессора ГТК-25И после снятия с их поверхности эксплуатационных загрязнений. При этом окисленный слой на поверхности лопаток затрудняет визуальный контроль и отбраковку. Недооценка же коррозионного механизма изнашивания металла поверхностного слоя в процессе эксплуатации грозит реальной опасностью их разрушения. [c.127]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...