Восстановительный ремонт лопаток газотурбинных двигателей позволяет продлить срок службы и сохранить в допустимых пределах базовые технические характеристики газотурбинных установок – мощность и коэффициент полезного действия. В процессе восстановительного ремонта лопаток решаются следующие основные задачи: устранение дефектов структуры металла, приобретенных в процессе эксплуатации, восстановление геометрической формы, а также структуры и прочностных свойств материала.
В рамках научно-технического сотрудничества коллектива работников НПЦ «Трибоника» и Нф ИМАШ РАН были проведены исследования постэксплуатационного состояния материала компрессорных лопаток с разными фактическими наработками (58, 60, 80 тыс.час). С использованием современных физико-химических методов исследований детально изучены процессы усталости и коррозионного изнашивания лопаточного материала. На базе проведенных исследований разработана и внедрена технология восстановления и модернизации компрессорных лопаток, основанная на использовании ионно-плазменных покрытий нитрида титана. Изучены закономерности формирования ионно-плазменных покрытий в зависимости от разных технологических параметров, оптимизирована технология нанесения нитридных покрытий.
В результате применения разработанной технологии с использованием ионно-плазменных покрытий достигнуто:
- повышение микротвердости рабочей поверхности в 10 раз;
- восстановление упруго-пластических свойств материала на 90%;
- улучшение антикоррозионных свойств по показателю питтингостойкости в 3-5 раз;
- повышение эрозионной стойкости поверхности лопаток на 25%;
- увеличение предела выносливости деталей в целом до 36-38 кгс/мм2 по сравнению с 30-34 кгс/мм2 для новых лопаток;
- продление общего срока службы компрессорных лопаток в 1,8-2 раза.
Комплексные ресурсные испытания восстановленных по технологии НПЦ «Трибоника» компрессорных лопаток с наноструктурированными покрытиями, проведенные в СНИЦ АПИДМ, ОАО СНТК им. Н. Д. Кузнецова (г.Самара) и НПО «Сатурн» (г.Рыбинск), показали полное восстановление физико-механических свойств материала без снижения усталостной прочности изделий, увеличение эрозионной стойкости рабочей поверхности от 20 до 50% и повышение коррозионной стойкости в 5-6 раз (по ISO 9227).
Организовано серийное производство. Продукция выпускается в соответствии с ТУ 3117-001-57175179-2004, согласованными с Упртрансгаз ОАО «Газпром».
Технология внедрена на предприятиях ООО «Волготрансгаз» и ООО «Севергазпром» ОАО «Газпром». Восстановлено 32 комплекта компрессорных лопаток (~29,5 тыс. штук).
В настоящее время наработки восстановленных лопаток составляют от 20 000 до 48 000 часов.
Технологическая схема