РАБОЧАЯ ЛОПАТКА ВЛАЖНОПАРОВОЙ СТУПЕНИ ТУРБИНЫ С ДВУХСЛОЙНЫМ ЭРОЗИОННОСТОЙКИМ ПОКРЫТИЕМ ПЕРА ЛОПАТКИ

Полезная модель относится к области теплоэнергетического машиностроения и может быть использована для повышения эрозионной стойкости рабочих лопаток последних (влажнопаровых) ступеней турбин для тепловых и атомных электростанций.
Известна принимаемая в качестве ближайшего аналога полезной модели рабочая лопатка влажнопаровой ступени турбины, имеющая по меньшей мере на лобовой части пера противоэрозионное стеллитовое покрытие, выполненное методом электроискрового легирования [1]. Согласно [1] покрытие выполнено однослойным. Однако при выполнении стеллитового покрытия однослойным не удается обеспечить однородность его структуры, пористость, равномерность толщины слоя покрытия и отсутствие пропусков покрытия на поверхности металла лопатки, что отрицательно сказывается на противоэрозионных свойствах покрытия.
Достигаемым результатом полезной модели является улучшение противоэрозионных свойств покрытия.
Это обеспечивается тем, что в рабочей лопатке влажнопаровой ступени турбины, имеющей по меньшей мере на лобовой части пера противоэрозионное стеллитовое покрытие, выполненное методом электроискрового легирования, согласно полезной модели покрытие выполнено двухслойным с первым - внутренним вольфрамовым или молибденовым слоем и вторым - наружным стеллитовым слоем.
2
7
6
7
6
Применение вольфрама или молибдена в качестве материала для формирования первого слоя покрытия обусловлено тем, что образующиеся при их нанесении на стальную поверхность лопатки химические соединения (интерметаллидные фазы Лавеса типа FeW и μ-фазы типа FeW, FеМо), обладая высокой износостойкостью и эрозионной стойкостью, обеспечивают прочное сцепление покрытия с основой. Кроме того, при использовании в качестве первого слоя покрытия вольфрама или молибдена второй слой стеллита формируется на этой основе
равномерно, без пропусков на поверхности первого слоя. Еще одним преимуществом данного технического решения является то, что вследствие высокой температуры плавления вольфрама и молибдена при нанесении покрытия в процессе ремонта, происходит выжигание продуктов эрозионно-коррозионных повреждений металла лопаток (окислы железа, отложения солевых и органических соединений).
μ
Техническое решение согласно полезной модели и техническое решение согласно [1] прошли сравнительные промышленные испытания на действующей паровой турбине в процессе ремонта изношенных рабочих лопаток последних ступеней. В качестве электродов из вольфрама и молибдена при нанесении первого слоя использовалась проволока диаметром 3 мм, при нанесении второго слоя - прутки из стеллита марки ВЗК диаметром 4 мм. На турбинной ступени при каждом эксперименте устанавливалось равное количество контрольных лопаток (10 шт.). Ремонту подвергались лопатки из коррозионно-стойкой стали 15Х11МФ-Ш. Оценка эрозионного состояния входных и выходных кромок лопаток осуществлялась видео-визуальным методом при помощи цифрового фотоаппарата. Толщина и дефектность покрытия определялись с помощью металлографического микроскопа с увеличением 100 и 500. Микротвердость покрытий определяли на микротвердомере при нагрузке 50 Н. Результаты сравнительных испытаний покали, что толщина покрытия для однослойного варианта (ближайший аналог) была неравномерной и колебалась в пределах 0-250 мкм, для двухслойного варианта (согласно полезной модели) толщина покрытия составляла 180-210 мкм; микротвердость покрытия H для однослойного варианта 4000-5500 МПа, для двухслойного - до 10000 МПа; наличие пропусков для однослойного варианта 10-20%, для двухслойного - 0%.
Источники информации:
1. Технология электроискрового упрочнения инструментов и деталей машин / Иванов Г.П. // М., МашГИЗ, 1961, с.242, 244.