Способ испытания материалов лопаток турбин на эрозионную стойкость

1Изобретение относится к области испытаний материалов на изнашивание и может быть использовано для определения износостойкости материалов при каплеударном воздействии приме 5 няемых для изготовления лопаток паровых турбин.Цель изобретения - повьппение точности испытаний за счет имитации износа лопаток частицами разных размеров.На фиг. 1 изображена. принЦипиальная схема установки для испытания материалов для лопаток турбин на эрози онную стойкость; на фиг. 2 - вакуумная камера установки; на фиг. 3 - подводящий патрубок вакуумной камеры,Экспериментальная установка пред.ставляет собой вакуумную камеру 1, в которой находится вращающаяся штанга 2 с закрепленными на ее концах профиированными образцами: 3 из испытываемого материала, Во вращение штанга 2 приводится электродвигателем посто янного тока, цозволяющим плавно регулировать число оборотов, т.е. ско-рость соударения образцов 3 с каплями.жидкости В вакуумной камере 1 через отверстия 4 в ее корпусе патрубоцроводам 5 в количестве не меее трех подводится сжатый воздух изентрального воздухопровода 6 (фиг Л) через запорный вентиль 7. Непосредственно перед отверстиями 4 в каждый трубопровод 5 подключено по одному генератору 8 капель 1 форсунке одинаковой конструкции. Количество генераторов капель равно числу и потоков влаги, воздействующих на ис пытываемые образцы 3. Каждый из ге,нераторов 8 капель отрегулирован на создание капель одного, примерно равного диаметра.К генераторам 8 капель вода подво дится по трубопроводам 9 из центрального водоподвода 10 через запорный вентиль 11. Каждый из трубопроводов 9 имеет по одному регулировочному вентилю 12, отрегулированных так, что расходы воды через генераторы 8 капель (по отношению к суммарному расходу через запорный вентиль 11) подчиняются соотношению С,/С :С/С: :С/С:С/С:С /С 005:0,25;0,40; :0,25:0,05 соответственно. К вакуум" ной камере 1 посредством трубопроводов 13 и 14 подключены соответственно вакуумный насос 15 и насос 16 для удаления конденсата, Производительность вакуумного насоса 15 превьппает расход сжатого воздуха через центральный воздухопровод 6,Производят изнашивание образцов капельными струями, разницу диаметров капель в которых дд выбирают из соотношенияЙ максМ =1и где Йм- максимальный диаметр частиц;и - число потоков,минимальный диаметр с 1,н частиц дляиспытаний выбирают из соотношения1 мин = д с/2 и, воздействие струйчастиц на образец осуществляютпоочередно с повторяющимися циклами,а расход С, частиц в каждой средепо отношению к суммарному расходуС частиц всех струй выбирают изсоотношенияС; ехр С - Г (21-и) /и "1иХ ехр 1.-1 Г(21-и)/и3 а 1а об эрозионной стойкости судят по величине износа образцов.П р и м е р. Изготавливается опытная партия профилированных образцов в количестве 2-1 О.шт, Предварительно производится взвешивание образцов на аналитических весах. Образцы попарно помещаются в эксперименвальной установке. Настраивают гегераторы 8 капель на создание струй с частицами требуемых размеров, Ре" гулируют вентили 12 для пропуска требуемой доли суммарного расхода жидкости, Вентили 7.и 11 закрыты. Для турбинных лопаток эксплуатируемых на последних ступенях мощных конденсационных турбин ТЗС и АЭС максимальный диаметр капель составляет Й160 мкм. Диаметр капель в струях .составляет 16, 48, 80, 112 и 144 мкм соответственно.Включение экспериментальной установки выполняется в следующей последовательности. Включаются насосы-вакуумный 15 и для удаления конденсата 16, открывается вентиль 7 подачи сжатого воздуха, Включается электродвигатель постоянного тока и путем его регулировки достигается требуемая программой испытаний частота враще" ния штанги 2. Открывается вентиль 11 подачи жидкости. В процессе испытагде й- максимальный диаметр 30частиц;и - число струй,минимальный диаметр Й мц частицвыбирают из соотношения д мц=д/2 и, воздействие струй частицна образец осуществляют в режиме повторяющихся циклов, а расход С, частиц в каждой струе по отношению ксуммарному расходу С частиц всехструй выбирают нз соотношения 40 С. ех . 1 Г 2 д-и) /и Д С и Е ехр 1-Г 1(21-и) /и г5 1538 ний генераторы 8 капель создают кап ли жидкости разных диаметров, которые увлекаемые струей сжатого воздуха через отверстия 4 во внутрь вакуумной камеры 1 и .образуют в ней пять моно 5 дисперсных потоков капельной влаги.Образцы 3 по мере поворота вращающейся штанги 2 испытывают за один ее оборот поочередные воздействия пяти монодисперсных потоков, которые затем циклически повторяются при каждом полном обороте штанги 2. Через промежутки времени Л= 1-10 ч образцы вынимают иэ установки, сушат и взвешивают на аналитических весах. В результате определяется величина массы, потерянной за промежуток каждым образцом вследствие эрозионного износа его поверхности. Затем эти же об.20 разцы снова помещаются в установку и испытываются в течение следующих йь, часов, после чего они снова взвешиваются и определяется потеря массы образцов за промежуток времени 2 Дс: ча сов испытаний. Указанная процедура повторяетсяеще несколько раз. В результате подобных испытаний для каждого образца строится кинетическая кривая эрозии - график изменения величины потерянной вследствие износа масса в зависимости от времени испытаний. Кинетическая кривая полностью определяет процесс эрозионного износа каждого образца.Далее подобная процедура построении кинетических кривых выполняется для следующей пары, образцов из опытно 1 дартии На основании полученных таким образом кинетических кривых эрозии. отдельных образцовстроится усредненная кинетическая кривая эрозии., которая определяет 099, 6 процесс эрозионного износа исследуемого материала и позволяет судить о его эрозионной стойкости в реальных условиях эксплуатации турбин,Формула и з обре т е н и я Способ испытания материалов лопаток турбин на эрозионную стойкость, заключающийся в том, что образец материала изнашивают лри помощи струйного воздействия частицами жидкости, а об эрозионной стойкости судят по величине износа образцов, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности испытания за счет имитации износа лопаток частицами разных размеров, изнашивание образца осуществляют последовательно несколькими струями с различным диаметром частиц, причем изменение Ид диаметра частиц в каждой последующей струе по сравнению с предыдущей выбииают из соотношения.ййдмвкси, Редактор Н.Бобкова ректор Т.Малец 6 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагар ЗФкаВНИИПИ сударственного к 113035 ИТираж 490 Подписноемитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС сква, Ж, Раушская наб., д. 4/5