ტექნიკური სფერო

წინამდებარე გამოგონება ეხება გაზის ტურბინების სფეროს, უფრო კონკრეტულად კი, გაზის ტურბინის პირების რეკონსტრუქციისა და შეკეთების პროცესს.

ფონის ტექნიკა

როგორც მნიშვნელოვანი სიმძლავრის გამომავალი მოწყობილობა, გაზის ტურბინები ფართოდ გამოიყენება ელექტროენერგიის წარმოებაში, გემთმშენებლობაში, ავიაციასა და სხვა ინდუსტრიებში. მისი ძირითადი ნაწილი ძირითადად სამი ნაწილისგან შედგება: კომპრესორი (ანუ კომპრესორი), წვის კამერა და ტურბინა. გაზის ტურბინის მუშაობის პროცესი გულისხმობს, რომ კომპრესორი განუწყვეტლივ შეისუნთქავს ჰაერს ატმოსფეროდან და აკუმშავს მას; შეკუმშული ჰაერი შედის წვის კამერაში, ერევა შეყვანილ საწვავს და იწვის მაღალი ტემპერატურის გაზად, რომელიც შემდეგ მიედინება გაზის ტურბინაში გაფართოებისა და სამუშაოს შესასრულებლად, რაც იწვევს ტურბინის იმპელერის ბრუნვას კომპრესორის იმპელერთან ერთად, საბოლოოდ საწვავის ქიმიურ ენერგიას გარდაქმნის მექანიკურ ენერგიად.

გაზის ტურბინის ფრთები გაზის ტურბინების მნიშვნელოვანი კომპონენტებია. საწვავისა და ჰაერის შერევისა და წვის შემდეგ წარმოქმნილი აირი ფრთებს მუშაობის შესასრულებლად უბიძგებს, რაც გაზის ტურბინას კინეტიკურ ენერგიას უზრუნველყოფს. ნიკელის შენადნობი გაზის ტურბინის ფრთების დასამზადებლად გამოყენებული მთავარი მასალაა. გაზის ტურბინების წარმოებაში გამოყენებულ ნიკელის შენადნობებს, როგორც წესი, აქვთ მაღალი გამძლეობა, დაღლილობისადმი გამძლეობა და გამძლე პლასტიურობა, და გაზის ტურბინის მოწყობილობის მუშაობის ტემპერატურაზე სტრუქტურულად და მექანიკურ თვისებებში ძალიან სტაბილურია.

ხანგრძლივი ცვეთის, დარტყმის, მაღალი ტემპერატურის გაზის, ასევე თერმული და ცივი დაღლილობის გამო, გაზის ტურბინის პირები წარმოქმნიან დეფექტებს, როგორიცაა ცვეთა, კოროზია და ბზარები, რის გამოც ისინი უმოქმედო და ჯართად იქცევა. უკმარისობის მექანიზმები ძირითადად კავიტაცია, კოროზია, ცვეთა, მაღალტემპერატურული დაჟანგვა და დაღლილობით გამოწვეული მსხვრევაა. ეს მაღალ მოთხოვნებს აყენებს გაზის ტურბინის პირების მასალების ცვეთისადმი მდგრადობაზე, ანტიკოროზიულ მახასიათებლებზე, მაღალტემპერატურულ დაჟანგვისადმი მდგრადობაზე და მექანიკურ თვისებებზე.

ამჟამად, გაზის ტურბინის ფრთების გაუმართაობის ძირითადი შეკეთების მეთოდია შედუღების შეკეთება, რომელიც ძირითადად მოიცავს არგონის რკალურ შედუღებას, პლაზმურ რკალურ შედუღებას, ლაზერულ შედუღებას, მიკრორკალურ ნაპერწკალურ შედუღებას და ა.შ. გარდა ამისა, შეკეთების მეთოდებში შედის შედუღება, ლაზერული მოპირკეთება, ფხვნილის მეტალურგია და ა.შ. ეს მეთოდები შემოიფარგლება მხოლოდ პირის ფუნქციის აღდგენით და არ აუმჯობესებს ან მხოლოდ ოდნავ აუმჯობესებს პირის მომსახურების ვადას.

გამოგონების შინაარსი

ამ გამოგონების მიზანია წინა ტექნიკის ზემოთ ხსენებული ნაკლოვანებების გადალახვა და გაზის ტურბინის გაფუჭებული პირების ხელახლა წარმოებისა და შეკეთების მეთოდის უზრუნველყოფა.

წინამდებარე გამოგონება წარმოადგენს გაზის ტურბინის დაზიანებული პირების რეკონსტრუქციისა და შეკეთების მეთოდს. თავდაპირველად, გაზის ტურბინის დაზიანებული პირების ზომის აღსადგენად გამოიყენება ლაზერული საფარის პროცესი, შემდეგ კი შეკეთებული გაზის ტურბინის პირების ზედაპირზე გამოიყენება გაზის პენინგის პროცესი, შემდეგ კი გამოიყენება პლაზმა. შესხურების პროცესით მიიღება კომპოზიტური საფარით ახალი პირი ცერმეტის საფარის ფენის შესხურება, რაც ასრულებს გაზის ტურბინის პირების რეკონსტრუქციას. კერძოდ, მიჰყევით შემდეგ ნაბიჯებს:

Პირველი ნაბიჯი: გამოყენება ლაზერული მოპირკეთება ტექნოლოგია გაზის ტურბინის გაფუჭებული პირების ზომების აღსადგენად. სარემონტო მასალა იყენებს დაბალი დნობის წერტილის მქონე ნიკელის ბაზაზე დამზადებული შენადნობის ფხვნილს. ლაზერული სკანირების სიმძლავრეა 2.5~4 კვტ, ხოლო სკანირების სიჩქარე 200~400 მმ/წთ;

ნაბიჯი 2: მას შემდეგ, რაც დანა ლაზერული მოპირკეთება, პირის გარეთა ზედაპირი დამუშავებულია დარტყმითი მეთოდით. ​​დამუშავების მასალაა მინის ნატეხი 0.8-1.2 მმ დიამეტრით და 0.4-0.5 მპა დამუშავების წნევით. დამუშავების დროა 80-100 წმ. დამუშავების შედეგად, პირზე წარმოიქმნება 150 მკმ სისქის შეკუმშვის სტრესის ქვეშდაპირის ფენა, რაც აუმჯობესებს მასალის დაღლილობისადმი მდგრადობას;

ნაბიჯი 3: პირველი და მეორე ნაბიჯების შემდეგ გაზის ტურბინის პირების შესასხურებლად გამოიყენეთ პლაზმური შესხურების ტექნოლოგია. შესასხურებელი მასალაა WC-12Co ცერმეტის ფხვნილი, ფხვნილის ნაწილაკების ზომაა 35-75 მკმ, პლაზმური შესხურების სიმძლავრეა 40 კვტ, შესხურების მანძილია 70-120 მმ, ძირითადი ჰაერის ნაკადია 30-40 ლ/წთ, შესასხურებელი საფარის სისქეა 240 მკმ-280 მკმ ქარის მხარეს და 180 მკმ-220 მკმ ქარის გარეშე მხარეს.

ამ გამოგონების ტექნოლოგიური მეთოდით შეკეთებულ გაზის ტურბინის პირებს აქვთ კარგი ცვეთამედეგობა და კოროზიისადმი მდგრადობა და შეუძლიათ მნიშვნელოვნად გაზარდონ პირების მომსახურების ვადა, ხოლო მათი მომსახურების ვადა 2-3-ჯერ აღემატება ორიგინალი პირების მომსახურების ვადას.

ეს გამოგონება იყენებს სამ კომპოზიტურ პროცესს: ლაზერული მოპირკეთება გაზის ტურბინის პირების შესაკეთებლად გამოიყენება გაზის ტურბინის ფრთების შეკეთების პროცესი, გასროლით შესხურების პროცესი და პლაზმური შესხურების პროცესი. ის არა მხოლოდ აღადგენს ზომას, არამედ პირების ზედაპირზე წარმოქმნის კერმეტის საფარის ფენას, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს გაზის ტურბინის პირების მომსახურების ვადას.

დეტალური გზები

წინამდებარე გამოგონება ქვემოთ უფრო დეტალურად იქნება აღწერილი კონკრეტულ განხორციელებებთან ერთად.

წინამდებარე გამოგონება ძირითადად მოიცავს სამ პროცესს: ლაზერული საფარით დამუშავება, გასროლით დამუშავება და პლაზმური შესხურება, რომლებიც წარმოდგენილია შემდეგნაირად:

ლაზერული მოპირკეთების პროცესი

ლაზერული დაფარვის ტექნოლოგია ბოლო წლებში ფართოდ გამოიყენება. ლაზერული მოპირკეთება ლაზერული სხივის დასხივების ქვეშ, ლაზერული საფარის ზედაპირზე შერჩეული საფარის მასალების სწრაფ დნობასა და გამყარებას სხვადასხვა გზით გულისხმობს. შემდგომში წარმოიქმნება ზედაპირის საფარი უკიდურესად დაბალი განზავებით და სუბსტრატთან მეტალურგიული შეკავშირებით, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს სუბსტრატის ზედაპირის ცვეთამედეგობას, კოროზიისმედეგობას, სითბოსმედეგობას, დაჟანგვისმედეგობას და სხვა თვისებებს, რითაც მიიღწევა ზედაპირის მოდიფიკაციის ან შეკეთების მიზანი. ისეთ პროცესებთან შედარებით, როგორიცაა ზედაპირის დამუშავება, შესხურება, ელექტრომობილიზაცია და ორთქლის დეპონირება, ლაზერულ საფარს ახასიათებს მცირე განზავების, მკვრივი სტრუქტურის, საფარისა და სუბსტრატის კარგი კომბინაციის და მრავალი შესაფერისი საფარველი მასალის მახასიათებლები, ამიტომ იგი ფართოდ გამოიყენება.

გასროლით დამუშავების პროცესი

დარტყმითი აფეთქებით დამუშავება ნაწილის დაღლილობის შემცირებისა და მომსახურების ვადის გაუმჯობესების ერთ-ერთი ეფექტური მეთოდია. დარტყმითი აფეთქება გულისხმობს ნაწილის ზედაპირზე მაღალი სიჩქარით მოძრავი დარტყმითი ნაკადის შესხურებას, რაც იწვევს ნაწილის ზედაპირზე პლასტმასის დეფორმაციას, რის შედეგადაც წარმოიქმნება გარკვეული სისქის გამაგრებული ფენა. ნაწილის ზედაპირზე შეკუმშვის სტრესის არსებობის გამო, დატვირთვის ქვეშ მყოფი ნაწილის დაძაბულობის ნაწილი შეიძლება კომპენსირებული იყოს, რითაც იზრდება ნაწილის დაღლილობისადმი სიმტკიცე და იზრდება მისი უსაფრთხო მუშაობის ვადა. დარტყმითი აფეთქების მასალები ძირითადად მოიცავს ფოლადის და მინის ნატეხებს.

პლაზმური შესხურების პროცესი

პლაზმური შესხურება არის მასალის ზედაპირის გამაგრებისა და მოდიფიკაციის ტექნოლოგია, რომელიც უზრუნველყოფს სუბსტრატის ზედაპირს ცვეთამედეგობას, კოროზიისადმი მდგრადობას, მაღალი ტემპერატურის დაჟანგვისადმი მდგრადობას, ელექტროიზოლაციას, თბოიზოლაციას, რადიაციულ დაცვას, ცვეთის შემცირებას და დალუქვის თვისებებს. პლაზმური საფარის ტექნოლოგია იყენებს სითბოს წყაროდ მუდმივ დენით ამოძრავებულ პლაზმურ რკალს კერამიკის, შენადნობების, ლითონების და სხვა მასალების გასათბობად გამდნარ ან ნახევრად გამდნარ მდგომარეობამდე და მათ მაღალი სიჩქარით შესხურებას წინასწარ დამუშავებული სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე მყარად მიმაგრებული ზედაპირული ფენის შესაქმნელად.

პლაზმური შესხურების ტექნოლოგია არის ახალი მრავალფუნქციური ზუსტი შესხურების მეთოდი, რომელიც ენერგიულად შემუშავებულია ალის შესხურების შემდეგ. მას აქვს შემდეგი მახასიათებლები:

① ენერგიის სხივი ძალიან კონცენტრირებულია და შეუძლია ყველა მაღალი სიმტკიცისა და დნობის წერტილის მქონე ფხვნილის დნობა. ამიტომ, მისი გამოყენება შესაძლებელია შესასხურებელი მასალების ფართო სპექტრისთვის და სხვადასხვა საფარის მოსამზადებლად.

② შესხურების ნაწილაკების მაღალი ფრენის სიჩქარის გამო, შედეგად მიღებული საფარი გლუვი, მკვრივია და აქვს ფხვნილის მაღალი დალექვის სიჩქარე.

③ შესხურების პროცესის დროს მატრიცა არ იტენება და არ დნება, მატრიცა და შესასხურებელი იარაღი შედარებით სწრაფად მოძრაობენ, ამიტომ მატრიცის სტრუქტურა არ იცვლება. სითბო გავლენას არ მოახდენს სუბსტრატის ფორმასა და მახასიათებლებზე.

④ სამუშაო აირი არის ინერტული აირი, რომელიც იცავს სუბსტრატს და ფხვნილს დაჟანგვისგან და საფარში მცირე რაოდენობით მინარევებია.

⑤ მარტივი ოპერაცია, აღჭურვილობის დაბალი ტექნიკური ღირებულება და კარგი რეგულირების შესრულება.

გამოგონება გაზის ტურბინის დაზიანებული პირების შესაკეთებლად იყენებს ლაზერული საფარის ტექნოლოგიას, დარტყმითი აფეთქების ტექნოლოგიას და პლაზმური შესხურების ტექნოლოგიას. ძირითადად, სამი პროცესის ეტაპი არსებობს.

Პირველი ნაბიჯი: გამოყენება ლაზერული მოპირკეთება ტექნოლოგია გაზის ტურბინის გაფუჭებული პირის ზომის აღსადგენად. შესაკეთებელი მასალა იყენებს დაბალი დნობის წერტილის მქონე NiCrBSi ნიკელის ბაზაზე დამზადებული შენადნობის ფხვნილს. ლაზერული სკანირების სიმძლავრეა 2.5~4 კვტ, ხოლო სკანირების სიჩქარე 200~400 მმ/წთ.

მეორე ნაბიჯი: გაზის ტურბინის პირის გარეთა ზედაპირის გაფრქვევა პირველი საფეხურის შემდეგ. გაფრქვევის მასალად შეირჩევა მინის ნატეხი, 0.8-1.2 მმ დიამეტრით, 0.4-0.5 მპა გაფრქვევის წნევით და 80-100 წმ გაფრქვევის დროით. გაფრქვევის გზით, პირზე შეიძლება წარმოიქმნას დაახლოებით 150 მკმ სისქის შეკუმშვის სტრესის ქვეშ არსებული ფენა, რაც აუმჯობესებს მასალის დაღლილობისადმი მდგრადობას. გაფრქვევა ასევე პლაზმური შესხურების წინ მიმდინარე პროცესია. გაფრქვევის გზით, შესაძლებელია გაუმჯობესდეს პლაზმურად შესხურებულ ფენასა და სუბსტრატს შორის შეერთების სიმტკიცე.

მესამე ნაბიჯი: პირველი და მეორე ნაბიჯების შემდეგ გაზის ტურბინის პირების შესასხურებლად გამოიყენეთ პლაზმური შესხურების ტექნოლოგია. შესასხურებელი მასალაა WC-12Co ცერმეტის ფხვნილი, ხოლო ფხვნილის ნაწილაკების ზომაა 35-75 μm. პლაზმური შესხურების სიმძლავრეა 40 კვტ, შესხურების მანძილია 70-120 მმ, ხოლო ძირითადი ჰაერის ნაკადია 30-40 ლ/წთ. შესასხურებელი საფარის სისქეა 240 μm-280 μm ქარის მხარეს და 180 μm-220 μm ქარის გარეშე მხარეს.

ამ გამოგონების ტექნოლოგიური მეთოდით შეკეთებულ გაზის ტურბინის პირებს აქვთ კარგი ცვეთამედეგობა და კოროზიისადმი მდგრადობა და შეუძლიათ მნიშვნელოვნად გაზარდონ პირების მომსახურების ვადა, ხოლო მათი მომსახურების ვადა 2-3-ჯერ აღემატება ორიგინალი პირების მომსახურების ვადას.