Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние концентрации кислот при комбинированной очистке сопловых лопаток газотурбинных установок от оксидов металлов

Дарья Дмитриевна Фомина, В. З. Пойлов

Аннотация


Исследован химический метод очистки от оксидов поверхности лопатки газотурбинных установок в растворе ортофосфорной и серной кислот с использованием автоклавной специализированной микроволновой системы закрытого типа “Mars 5” с последующей ультразвуковой обработкой в дистиллированной воде. Использована методика двухстадийной очистки, включающая химическое воздействие раствора кислот в автоклаве, а также ультразвуковую очистку на стадии промывки. Изучено воздействие растворов кислот различной концентрации на степень очистки поверхности и микротрещин лопаток газотурбинных установок от оксидов металлов. Установлено, что при обработке образцов лопаток газотурбинных установок в автоклаве “Mars 5” раствором кислот с последующим воздействием ультразвука на стадии промывки остаточное содержание кислорода, показывающее наличие оксидов на поверхности образца лопатки газотурбинных установок, составило <1 %.


Ключевые слова


жаропрочные никелевые сплавы; газотурбинная установка; лопатки; микротрещины; химическая очистка; автоклав; ультразвук

Полный текст:

PDF

Литература


Khier Sabri, Mohamed Gaceb, Mohamed Ouali Si-Chaib. Analysis of a Directionally Solidified (DS) GTD-111 turbine blade failure // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2020. V. 20. P. 1162 – 1174. DOI: 10.1007/s11668-020- 00920-y

Mishra R. K. Fouling and corrosion in an aero gas turbine compressor // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2015. V. 15. P. 837 – 845. DOI: 10.1007/s11668-015-0023-8

Jianfu Hou, Bryon J. Wicks, Ross A. Antoniou. An investigation of fatigue failures of turbine blades in a gas turbine engine by mechanical analysis // Engineering Failure Analysis. 2002. V. 9, No. 2. P. 201 – 211. DOI: 10.1016/ S1350-6307(01)00005-X

Benudhar Sahoo, Panigrahi S. K., Satpathy R. K. Creep life degradation and microstructure degeneration in a low-pressure turbine blade of a military aircraft engine // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2017. V. 17. P. 529 – 538. DOI: 10.1007/s11668-017-0271-x

Ebi A. Ogiriki, Yiguang G. Li, Theoklis Nikolaidis et al. Effects of fouling, thermal barrier coating degradation and film cooling holes blockage on gas turbine engine creep life // Procedia CIRP. 2015. V. 38. P. 228 – 233. DOI: 10.1016/j.procir. 2015.07.017

Mishra R. K., Vaishakhi Nandi, Raghavendra R. Bhat. Failure analysis of high-pressure compressor blade in an aero gas turbine engine // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2018. V. 18. P. 465 – 470. DOI: 10.1007/s11668-018-0425-5

Vurgun Sayilgan, Dirk Reker, Robert Bernhard et al. Chapter Five – Single-crystal repair of high-pressure single-crystal turbine blades for industrial conditions // Procedia CIRP. 2022. V. 111. P. 233 – 236. DOI: 10.1016/j.procir.2022.08.056

Alfred I., Nicolaus M., Hermsdorf J. et al. Volker Wesling Advanced high pressure turbine blade repair technologies // Procedia CIRP. 2018. V. 74. P. 214 – 217. DOI: 10.1016/j.procir.2018.08.097

Martin Nicolaus, Kai Mцhwald, Hans-Jьrgen. Regeneration of high pressure turbine blades. Development of a hybrid brazing and aluminizing process by means of thermal spraying // Procedia CIRP. 2017. V. 59. P. 72 – 76. DOI: 10.1016/ j.procir.2016.09.041

Amirhossein Mashhuriazar, C. Hakan Gur, Zainuddin Sajuri, Hamid Omidvar. Effects of heat input on metallurgical behavior in HAZ of multi-pass and multi-layer welded IN-939 superalloy // Journal of Materials Research and Technology. 2021. V. 15. P. 1590 – 1603. DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.08.113

Логинова Д. И., Фомина Д. Д., Федотова О. А., Пойлов В. З. Способы очистки сопловых лопаток газотурбинного двигателя от оксидов металлов // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. 2023. № 1. С. 19 – 34. DOI: 10.15593/2224-9400/2023.1.02

Фомина Д. Д., Пойлов В. З. Способы очистки поверхности лопаток газотурбинных двигателей от нагара и продуктов окисления / В кн.: Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием “Химия. Экология. Урбанистика” 28 – 29 апреля 2022 г. Пермь: изд-во ПНИПУ. 2022. С. 191 – 194.

Bobzin K., Цte M., Linke T. F. et al. Influence of process parameter on grit blasting as a pretreatment process for thermal spraying // Journal of Thermal Spray Technology. 2016. V. 25. P. 3 – 11. DOI: 10.1007/s12540-022-01302-9

Varis T., Suhonen T., Calonius O. et al. Optimization of HVOF Cr3C2-NiCr coating for increased fatigue performance // Surface and Coatings Technology. 2016. V. 305. P. 123 – 131. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.08.012

Sathish M., Radhika N., Saleh Bassiouny. Duplex and composite coatings: A thematic review on thermal spray techniques and applications // Metals and Materials International. 2023. V. 29. P. 1229 – 1297.

Патент 2419684. Россия. Контактный раствор, способ и установка для очистки поверхности металлических сплавов в том числе поверхности трещин и узких зазоров / З. П. Пай, В. Н. Пармон, В. В. Пай, М. А. Федотенко, И. В. Яковлев, А. Б. Шангина. Заявл. 04.06.2009. Опубл. 27.05.2011 // Бюл. 2011. № 15.

Patent 11136674. US. Turbine blade internal hot corrosion oxide cleaning / Zhongfen Ding, William J. Brindley. 05.10.2021.

Abraimov N. V., Petukhov I. G., Orekhova V. V., Ivanov I. Yu. Restoration of thermal barrier coatings on repairing gas turbine blades // Russian Metallurgy (Metally). 2022. V. 34. P. 1544 – 1553. DOI: 10.1134/S0036029522120023

Патент 2793644. Россия. Способ очистки поверхностей и микротрещин лопаток авиационных газотурбинных двигателей и газотурбинных установок от оксидов металлов / В. З. Пойлов, Д. Д. Фомина. Заявл. 28.12.2022. Опубл. 04.04.2023 // Бюл. 2023. № 10.

Микроволновая система закрытого типа MARS 5. URL: http://www.anchem.ru/equipment/device/018.asp (дата обращения 23.09.2023).




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.2.64-68


© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025