zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»zldm-223Research ArticleМЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬMECHANICAL TESTING METHODSВЛИЯНИЕ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЮ И РАЗРУШЕНИЮ МАТЕРИАЛА ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИНThe effect of Protective Coatings on the Characteristics of Fracture and Strain Resistance of Steam Turbine Blade MaterialШлянниковВ. Н.ShlyannikovV. N.shlyannikov@mail.ruЯруллинР. Р.YarullinR. R.noemail@neicon.ruЗахаровА. П.ZakharovA. P.noemail@neicon.ruКазанский научный центр РАНRussian Federation2016010320168235359Copyright © Шлянников В.Н., Яруллин Р.Р., Захаров А.П., 20162016Шлянников В.Н., Яруллин Р.Р., Захаров А.П.Shlyannikov V.N., Yarullin R.R., Zakharov A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/223

Исследованы образцы, изготовленные из рабочих лопаток паровых турбин после эксплуатации, с исходным состоянием поверхности и с нанесенным защитным покрытием. Для оценки влияния глубины эрозионного повреждения на характеристики долговечности материала рабочих лопаток и для проведения испытаний на циклическую трещиностойкость использованы цилиндрические образцы с односторонним боковым надрезом различной глубины. Приращение длины трещины на поверхности образца фиксировали с помощью оптического инструментального микроскопа, а визуально недоступные приращения глубины трещины определяли путем установленной взаимосвязи между длиной трещины на поверхности и раскрытием берегов трещины. Получены оценки влияния защитных покрытий на характеристики статической прочности, долговечности и циклической трещиностойкости материала рабочих лопаток.

Samples of working steam turbine blades - native and coated with a protective layer are studied. Cylindrical samples with one-side notch of varying depth are used to evaluate the effect of the depth of erosion damage to the blades on the durability of the material and to test them for cyclic crack resistance. Both optical microscope measurements and crack opening displacement (COD) method are used to monitor and study the crack depth and crack length during tests. The effect of protective coatings on the static load strength, fatigue life, durability and cyclic crack resistance of the blade material is estimated.

лопатки паровых турбинзащитные покрытияпрочностьдолговечностьциклическая трещиностойкостьsteam turbine bladesprotective coatingstrengthdurabilityfatigue lifefracture toughnesscyclic crack growth rateReferencesПоздышев А. А., Рабенко В. С. О повреждениях паровых турбин ТЭС / Вестник ИГЭУ. 2004. Вып. 2.Поздышев А. А., Рабенко В. С. О повреждениях паровых турбин ТЭС / Вестник ИГЭУ. 2004. Вып. 2.Сорокин А. Ю. Систематизация и анализ эксплуатационных повреждений элементов теплогенерирующего оборудования / Труды Академэнерго. 2009. № 3. С. 84 - 90.Сорокин А. Ю. Систематизация и анализ эксплуатационных повреждений элементов теплогенерирующего оборудования / Труды Академэнерго. 2009. № 3. С. 84 - 90.Аверкина Н. В., Долгоплоск Е. Б., Качуринер Ю. Я., Орлик В. Г. Особенности эрозионного износа рабочих лопаток последних ступеней турбин мощностью 300 МВт и выше / Теплоэнергетика. 2001. №11. С. 34-40.Аверкина Н. В., Долгоплоск Е. Б., Качуринер Ю. Я., Орлик В. Г. Особенности эрозионного износа рабочих лопаток последних ступеней турбин мощностью 300 МВт и выше / Теплоэнергетика. 2001. №11. С. 34-40.Левченко Е. В., Сухинин В. П., Аркадьев Б. А. Разработка последних ступеней паровых турбин НПО «Турбоатом» / Теплоэнергетика. 1994. № 4. С. 7 - 11.Левченко Е. В., Сухинин В. П., Аркадьев Б. А. Разработка последних ступеней паровых турбин НПО «Турбоатом» / Теплоэнергетика. 1994. № 4. С. 7 - 11.Явельский М. Б. Исследование методов антиэрозионной защиты рабочих лопаток паровых турбин: Автореф. дисс.. канд. техн. наук. - Л., 1971. - 19 с.Явельский М. Б. Исследование методов антиэрозионной защиты рабочих лопаток паровых турбин: Автореф. дисс.. канд. техн. наук. - Л., 1971. - 19 с.Беляков А. В., Шапин В. И., Горбачев А. Н. Практика формирования электроискровых покрытий для упрочнения и восстановления лопаточного аппарата проточной части паровых турбин тепловых и атомных электростанций / Вестник ИГЭУ. 2008. Вып. 4.Беляков А. В., Шапин В. И., Горбачев А. Н. Практика формирования электроискровых покрытий для упрочнения и восстановления лопаточного аппарата проточной части паровых турбин тепловых и атомных электростанций / Вестник ИГЭУ. 2008. Вып. 4.Красновский С. Я. Разработка технологии повышения износостойкости рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин методом электроискрового легирования / Вестник ИГЭУ. 2009. Вып. 2.Красновский С. Я. Разработка технологии повышения износостойкости рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин методом электроискрового легирования / Вестник ИГЭУ. 2009. Вып. 2.Johnson R. N. Electro-Spark Deposited Coatings for High Temperature Wear and Corrosion Applications. Elevated Temperature Coatings: Science and Technology 1. Ed. by N. B. Dahotre, J. M. Hampikian and J. J. Stiglich / The Minerals, Metals, and Materials Society, Warrendale, PA, 1995.Johnson R. N. Electro-Spark Deposited Coatings for High Temperature Wear and Corrosion Applications. Elevated Temperature Coatings: Science and Technology 1. Ed. by N. B. Dahotre, J. M. Hampikian and J. J. Stiglich / The Minerals, Metals, and Materials Society, Warrendale, PA, 1995.ОАО «ВТИ»: Технология упрочнения и восстановления рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин тепловых и атомных электростанций без разлопачивания / Обзор инноваций и научно-технических разработок. 2009. № 5. С. 23 - 25.ОАО «ВТИ»: Технология упрочнения и восстановления рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин тепловых и атомных электростанций без разлопачивания / Обзор инноваций и научно-технических разработок. 2009. № 5. С. 23 - 25.Балдаев Л. X., Шестеркин Н. Г., Селезнев Г. М. Перспективы использования метода газотермического напыления при ремонтах и производстве оборудования в энергетической, химической и нефтегазовой промышленности / Химическая техника. 2002. № 8. С. 14-15.Балдаев Л. X., Шестеркин Н. Г., Селезнев Г. М. Перспективы использования метода газотермического напыления при ремонтах и производстве оборудования в энергетической, химической и нефтегазовой промышленности / Химическая техника. 2002. № 8. С. 14-15.Балдаев Л. X. Газотермическое напыление порошковых материалов для получения защитных покрытий с заданными свойствами: автореф. дис.. докт. техн. наук. - Курск, 2010. - 32 с.Балдаев Л. X. Газотермическое напыление порошковых материалов для получения защитных покрытий с заданными свойствами: автореф. дис.. докт. техн. наук. - Курск, 2010. - 32 с.Mann B. S., Arya V. HVOF coating and surface treatment for enhancing droplet erosion resistance of steam turbine blades / Wear. 2003. Vol. 254. P. 652-667.Mann B. S., Arya V. HVOF coating and surface treatment for enhancing droplet erosion resistance of steam turbine blades / Wear. 2003. Vol. 254. P. 652-667.Gorlach I. A. The application of high velocity air fuel process for the deposition coatings / R. & D. Journal. 2008. Vol. 24. N 3. P. 9 - 16.Gorlach I. A. The application of high velocity air fuel process for the deposition coatings / R. & D. Journal. 2008. Vol. 24. N 3. P. 9 - 16.Гецов Л. Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. В двух книгах. Кн. 1. - Рыбинск: ООО «Издательский дом «Газотурбинные технологии», 2010. - 611 с.Гецов Л. Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. В двух книгах. Кн. 1. - Рыбинск: ООО «Издательский дом «Газотурбинные технологии», 2010. - 611 с.Качанов Е. Б., Тамарин Ю. А. Расчет на прочность защитных покрытий на лопатках турбин / Технология легких сплавов. 2011. №2. С. 86-94.Качанов Е. Б., Тамарин Ю. А. Расчет на прочность защитных покрытий на лопатках турбин / Технология легких сплавов. 2011. №2. С. 86-94.Качанов Е. Б., Тамарин Ю. А. Пути повышения сопротивления усталости лопаток турбины из жаропрочных сплавов / Технология легких сплавов. 2009. № 2. С. 40 - 46.Качанов Е. Б., Тамарин Ю. А. Пути повышения сопротивления усталости лопаток турбины из жаропрочных сплавов / Технология легких сплавов. 2009. № 2. С. 40 - 46.Гецов Л. Б., Рыбников А. И., Малашенко И. С. Сопротивление усталости жаропрочных сплавов с покрытиями / Проблемы прочности. 1990. № 5. С. 51 - 56.Гецов Л. Б., Рыбников А. И., Малашенко И. С. Сопротивление усталости жаропрочных сплавов с покрытиями / Проблемы прочности. 1990. № 5. С. 51 - 56.ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 27 с.ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 27 с.ГОСТ 25.502-79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 34 с.ГОСТ 25.502-79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 34 с.Shlyannikov V. N., Yarullin R. R., Zakharov A. P. Fatigue of steam turbine blades with damage on the leading edge / Proceedings of ECF20. 2014. P. 1-6.Shlyannikov V. N., Yarullin R. R., Zakharov A. P. Fatigue of steam turbine blades with damage on the leading edge / Proceedings of ECF20. 2014. P. 1-6.Panasiuk V. V., Yarema S. A. General Features of Fatigue Fracture Diagrams ofMetals / Strength of materials. 1996. N 1. P. 30 - 35.Panasiuk V. V., Yarema S. A. General Features of Fatigue Fracture Diagrams ofMetals / Strength of materials. 1996. N 1. P. 30 - 35.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.