Способ определения газоабразивной износостойкости лопаток компрессоров турбомашин

Способ определения газоабразивной износостойкости лопаток компрессоров турбомашин

Реферат

 

Изобретение относится к испытаниям лопаток на износостойкость. Цель изобретения - повышение достоверности определения газоабразивной износостойкости за счет фактора неравномерности износа по высоте лопатки. Используют бывшую в эксплуатации эталонную лопатку и определяют ее износ. На две другие лопатки, одна из которых испытуемая, а вторая контрольная, воздействует струей воздуха с абразивными частицами при одинаковых параметрах струи в одинаковых сечениях по высоте лопаток. При этом определяют скорость износа в каждом сечении для контрольной лопатки, а время t воздействия в каждом сечении для испытуемой лопатки определяют из условия t = x/V, где V и х - соответственно скорость износа контрольной лопатки и износ эталонной лопатки в этом сечении. 2 ил. 1 табл.

Изобретение относится к испытаниям лопаток на износостойкость и может быть использовано преимущественно для определения эрозионной прочности лопаток компрессоров турбомашин, эксплуатируемых в условиях запыленной среды, а также при отработке технологии изготовления как самих лопаток, так и при разработке их защитных покрытий. Цель изобретения повышение достоверности определения газоабразивной износостойкости за счет фактора неравномерности износа на высоте лопатки. На фиг. 1 представлена схема, поясняющая способ, в плоскости пера лопатки; на фиг. 2 вид А на фиг.1 Подачу потока воздуха с абразивными частицами на испытуемую лопатку 1 производят локально струей из трубки 2, которую последовательно дискретно смещают по высоте L пера лопатки. Величину угла расположения трубки 2 по отношению к кромке пера принимают исходя из угла закрутки пера и изменяют до значения b по мере смещения трубки вдоль пера. Последовательно воздействуя струей воздуха с абразивными частицами на две лопатки, одна из которых испытуемая, а вторая контрольная, определяют износ лопаток, по величине которого и судят об их износостойкости. Для учета фактора неравномерности износа по высоте используют третью, бывшую в эксплуатации эталонную лопатку, износ которой определяют указанным способом. Воздействие струей на испытуемую и контрольную лопатки осуществляют при одинаковых параметрах струи в одинаковых сечениях по высоте лопаток I I, II II и т.д. (фиг.1). При этом определяют скорость износа в каждом сечении контрольной лопатки. Время t воздействия в каждом сечении для испытуемой лопатки определяют из условия где V и х соответственно скорость износа контрольной лопатки и износ эталонной лопатки в данном сечении. За счет учета фактора неравномерности износа по высоте лопаток повышается достоверность определения газоабразивной износостойкости лопаток. Конкретный пример выполнения способа. Для оценки пригодности к эксплуатации рабочих лопаток 1-й ступени компрессора ГТД с покрытием системы TiN толщиной 10 мкм определяли их газоабразивную износостойкость. Угол закрутки пера лопатки 2,8^o, высота пера лопатки L 20 мм. В качестве эталонной использовали рабочую лопатку 1-й ступени компрессора ГТД снятого с эксплуатации двигателя. При этом эта лопатка была того же типоразмера и из того же материала, что и контрольная с испытуемой. Для воздействия на лопатки 1 (испытуемую и контрольную) использовали разгонную трубу 2, в которую подавали воздух под давлением и твердые частицы - пылевидный кварц КЦ-3, диаметр частиц 70 мкм. Концентрация пыли в разгонной трубе составила 0,156 г/м³. Условия испытаний контрольной и испытуемой лопаток поддерживали одинаковыми (концентрация пыли, давление воздуха, температура, дисперсность d частиц и т. п.). Диаметр струи двухфазного потока D 5 мм. Угол b установки разгонной трубы принимали в соответствии с чертежом лопатки = 25 Концентрацию пыли по сечению струи принимали одинаковой. Количество стационарных положений разгонной трубы 4 (сечения I I, II - II, III III, IV IV) выбирали с учетом диаметра струи через каждые 5 мм, причем первое стационарное положение оси трубы приняли на расстоянии 2,5 мм от сечения I I лопатки. Характер (величины) износа эталонной лопатки по высоте определяли со стороны корыта в сечениях, соответствующих положениям оси разгонной трубы по высоте лопатки. Полученные результаты представлены в таблице (данные по износостойкости в колонке 3). Определяли скорость эрозии материала со стороны корыта пера контрольной лопатки, изготовленной, как и эталонная, из титанового сплава ВТ-8. Скорость эрозии составила 0,511 мкм/мин. Требуемое время нагружения испытуемой лопатки в каждом стационарном положении разгонной трубы исходя из условия имитации реального распределения износа по высоте лопатки в эксплуатационных условиях определяли по формуле где t время подачи потока воздуха с абразивом на лопатку; x износ соответствующего участка эталонной лопатки; v скорость эрозии контрольной лопатки. Результаты определения времени износа в каждом положении трубы представлены в колонке 4 таблицы. Затем устанавливали испытуемую лопатку на стенд и производили ее локальное нагружение с помощью трубы, расположенной на расстоянии 12 мм от нее под углом 18^o. В каждом стационарном положении трубки 2 время подачи воздуха с абразивом задавали пропорциональным соответствующему износу вдоль высоты эталонной лопатки и скорости эрозии на контрольной лопатке, т.е. по формуле После испытания определяли износ по высоте испытуемой лопатки в тех же сечениях, что и эталонной. Результаты измерений представлены в колонке 5 таблицы. Затем сравнивали величины износов по высоте (по сечениям) эталонной и исследуемой лопаток, оценивали эрозионную износостойкость испытуемой лопатки и делали вывод о пригодности к эксплуатации лопаток с указанным покрытием. Это позволило повысить достоверность определения газоабразивной износостойкости компрессорных лопаток данного типа.

Формула изобретения

Способ определения газоабразивной износостойкости лопаток компрессоров турбомашин, заключающийся в том, что на две лопатки, одна из которых испытуемая, а вторая контрольная, воздействуют струей воздуха с абразивными частицами и определяют износ лопаток, по которому судят об износостойкости, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности за счет учета фактора неравномерности износа по высоте лопатки, используют третью, бывшую в эксплуатации эталонную лопатку, определяют ее износ, воздействие струей на испытуемую и контрольную лопатки осуществляют при одинаковых параметрах струи в одинаковых сечениях по высоте, при этом определяют скорость износа в каждом сечении для контрольной лопатки, а время t воздействия в каждом сечении для испытуемой лопатки определяют из условия t x / V, где V и x соответственно скорость износа контрольной лопатки и износ эталонной лопатки в этом сечении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000