The effect of Protective Coatings on the Characteristics of Fracture and Strain Resistance of Steam Turbine Blade Material
Abstract
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.
About the Authors
V. N. Shlyannikov
Казанский научный центр РАН
Russian Federation
Russian Federation
R. R. Yarullin
Казанский научный центр РАН
Russian Federation
Russian Federation
A. P. Zakharov
Казанский научный центр РАН
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Поздышев А. А., Рабенко В. С. О повреждениях паровых турбин ТЭС / Вестник ИГЭУ. 2004. Вып. 2.
2. Сорокин А. Ю. Систематизация и анализ эксплуатационных повреждений элементов теплогенерирующего оборудования / Труды Академэнерго. 2009. № 3. С. 84 - 90.
3. 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.
4. Левченко Е. В., Сухинин В. П., Аркадьев Б. А. Разработка последних ступеней паровых турбин НПО «Турбоатом» / Теплоэнергетика. 1994. № 4. С. 7 - 11.
5. Явельский М. Б. Исследование методов антиэрозионной защиты рабочих лопаток паровых турбин: Автореф. дисс.. канд. техн. наук. - Л., 1971. - 19 с.
6. 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.
7. Красновский С. Я. Разработка технологии повышения износостойкости рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин методом электроискрового легирования / Вестник ИГЭУ. 2009. Вып. 2.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. Балдаев Л. X. Газотермическое напыление порошковых материалов для получения защитных покрытий с заданными свойствами: автореф. дис.. докт. техн. наук. - Курск, 2010. - 32 с.
12. 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.
13. 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.
14. Гецов Л. Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. В двух книгах. Кн. 1. - Рыбинск: ООО «Издательский дом «Газотурбинные технологии», 2010. - 611 с.
15. Качанов Е. Б., Тамарин Ю. А. Расчет на прочность защитных покрытий на лопатках турбин / Технология легких сплавов. 2011. №2. С. 86-94.
16. Качанов Е. Б., Тамарин Ю. А. Пути повышения сопротивления усталости лопаток турбины из жаропрочных сплавов / Технология легких сплавов. 2009. № 2. С. 40 - 46.
17. Гецов Л. Б., Рыбников А. И., Малашенко И. С. Сопротивление усталости жаропрочных сплавов с покрытиями / Проблемы прочности. 1990. № 5. С. 51 - 56.
18. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 27 с.
19. 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.
20. 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.
21. Panasiuk V. V., Yarema S. A. General Features of Fatigue Fracture Diagrams ofMetals / Strength of materials. 1996. N 1. P. 30 - 35.
Review
For citations:
Shlyannikov V.N., Yarullin R.R., Zakharov A.P. The effect of Protective Coatings on the Characteristics of Fracture and Strain Resistance of Steam Turbine Blade Material. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2016;82(3):53-59. (In Russ.)
Views:
430
Email this article 