Способ определения газоабразивной износостойкости лопаток компрессоров турбомашин

(1 г) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Ству к авторскому свид 22) 20.11.8 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Запорожское производственное объединение "Моторостроитель"(56) ГОСТ 23.201-78. Метод испытанияматериалов и покрытий на газоабразивноеизнашивание с помощью центробежногоускорителя. Авторское свидетельство СССРХ 1448867, кл. 6 01 Х 3/56, 1987.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОАБРАЗИВНОЙ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРОВ ТУРБОМАШИН(57) Изобретение относится к испытаниямлопаток на износостойкость. Цель изобретения - повышение достоверности определения газ оабразивной из носостойк ости за(51) 6 б 01 Х 3/56 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 1 воздействия в каждом сечении для испытуемой лопатки определяют из условия 1 = х/Ч, где Ч и х - соответственно скорость износа контрольной лопатки и износ эталонной лопатки в этом сечении, 2 ил. 1 табл,3 1Изобретение относится к испытаниямлопаток на износостойкость и может бытьиспользовано преимущественно для определения эрозионной прочности лопаток компрессоров турбомашин, эксплуатируемых вусловиях запыленной среды, а также приотработке технологии изготовления каксамих лопаток, так и при разработке ихзащитных покрытий,Цель изобретения - повышение достоверности определения газоабразивной износостойкости за счет фактора неравномерностиизноса на высоте лопатки,На фиг. 1 представлена схема, поясняющая способ, в плоскости пера лопатки; нафиг. 2 - вид А на фиг.Подачу потока воздуха с абразивнымичастицами на испытуемую лопатку 1производят локально - струей из трубки 2,которую последовательно - дискретносмещают по высоте . пера лопатки,Величину угла и расположения трубки 2по отношению к кромке пера принимаютисходя из угла закрутки пера и изменяютдо значения Р по мере смещения трубкивдоль пера.Последовательно воздействуя струей воздуха с абразивными частицами на двелопатки, одна из которых испытуемая, авторая контрольная, определяют износ лопаток, по величине которого и судят об ихизносостойкости,Для учета фактора неравномерностиизноса по высоте используют третью,бывшую в эксплуатации эталонную лопатку,износ которой определяют указанным способом.Воздействие струей на испытуемую иконтрольную лопатки осуществляют приодинаковых параметрах струи в одинаковыхсечениях по высоте лопаток 1 - 1, 1 - 11 ит.д. (фиг.). При этом определяют скоростьизноса в каждом сечении контрольнойлопатки,Время ( воздействия в каждом сечениидля испытуемой лопатки определяют изусловия 797331 4 х Ч где Ч 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 Т 1 Ч толщиной 10 мкм определяли их газоабразивную износостойкость. Угол закрутки пера лопатки а = 2,8, высота пера лопатки . = 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-З, диаметр частиц 70 мкм. Концентрация пыли в разгонной трубе составила 0,156 г/м,Условия испытаний контрольной и испытуемой лопаток поддерживали одинаковыми (концентрация пыли, давление воздуха, температура, дисперсность Й частиц и т,п,). Диаметр струи двухфазного потока ) = 5 мм, Угол р установки разгони ой трубы принимали в соответствии с чертежом лопатки,В = 25 Концентрацию пыли по сечению струи принимали одинаковой.Количество стационарных положений разгонной трубы 4 (сечения 1 - 1, 11 - П, П 1 - 111, 1 Ч - 1 Ч) выбирали с учетом диаметра струи - через каждые 5 мм, причем первое стационарное положение оси трубы приняли на расстоянии 2,5 мм от сечения 1 - 1 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. 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 опрехщ -1деляли по формулегде 1 - время подачи потока воздуха с абразивом на лопатку;х - износ соответствующего участка эталонной лопатки;ч - скорость эрозии контрольной лопатки.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Результаты испытаний на эрозионную стойкость рабочих лопаток 1-й ступени компрессора ГТД изтитанового сплава ВТВеличина износа эталонной лоВремя подачи потока воздуха с абразивом, минВысота расположения сечения на эталонной ло Величина износа исследуемойлопатки,мкм Номер положения разгоннойтрубы патки, мкм патке от основания, 1.21,5 38,5 67,5 91,0 42,07 75,34 132,09 178,08 4,92 8,81 33,82 77,17 2,5 7,5 12,5 17,5 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. В каждом стационарном положении трубки 2 время подачи воздуха с абразивом задавали пропорциональным соответствующему износу вдоль высоты эталонной лопатки и скорости эрозии на контрольнойхлопатке, т.е, по формуле 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, опреде 797331 бПосле испытания определяли износ повысоте 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 достоверностьопределения газоабразивной износостойкости компрессорных лопаток данного типа. ляют 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 1 воздействия в каждом сечении для испытуемой лопатки определяют из условия1=х/Ч,где Ч и х - соответственно скорость износа контрольной лопатки и износ эталонной лопатки в этом сечении.