Новости

Технологии и оборудование для продления ресурса газовых турбин, восстановления геометрии лопаток газотурбинных двигателей, восстановление защитного покрытия. Наиболее широко технология восстановления применяется для ремонта направляющих лопаток или сегментов направляющих лопаток даже при значительных повреждениях и износе. Рабочие лопатки являются ремонтопригодными при незначительных потерях металла и трещинах в районе концевых и выходных кромок. Технологию ремонта можно использовать на любых деталях газовых турбин, например, для восстановления дисков, ликвидации трещин в дисках, трещин или прогаров жаровых труб или патрубков камер сгорания. Опыт в восстановлении и ремонте лопаток газогенераторов газовых турбин GE ГТК-10И и ГТК-25И M-1600 LM-2500 MS3001 MS5001, Westinghouse W-501, Nuovo Pignone PGT-10 PGT-16, Siemens W101, W191, W251, V84, V94.2 (она же российская лицензионная ГТЭ-160), TB5000 Tornado, и Alstom 11N2.

В настоящее время в России на электростанциях и газоперекачивающих станциях парк газовых турбин импортного производства, в первую очередь производства Siemens, Solar и General Electric, исчисляется сотнями и вопрос уменьшения затрат при ремонтах для собственников оборудования приобретает особое значение. В настоящее время в России превалирует простой и прямолинейный путь капитального ремонта проточной части газовых турбин. Исчерпавшие моторесурс рабочие лопатки, снимаются с ротора турбины, закупается новый комплект рабочих лопаток и устанавливается на место старых. Между тем, в 80 % случаев технологии омолаживания позволяют проводить ремонт и восстановление направляющих (сопловых) рабочих лопаток и назначать им новый гарантированный ресурс равный первоначальному. Такое восстановление лопаток можно проводить 3-4 раза.

Современная технология восстановления лопаток, это наплавка с использованием порошковой металлургии, как например это делает компания Liburdi Turbine Services, которая разработала и использует для ремонта и восстановления рабочих и направляющих лопаток газотурбинных установок и авиадвигателей технологию Liburdi Powder Metallurgy (LPM). Технология восстановления Gas Engine Blades одобрена к применению такими известными производителями ГТУ, как Siemens, Solar, General Electric, Westinghouse, Rolls Royce. Технологии Liburdi позволяют проводить ремонт и восстановление направляющих (сопловых) и рабочих лопаток и в 80% случаев назначать им новый гарантированный ресурс, равный первоначальному. Подобное восстановление каждой лопатки можно проводить три-четыре раза. То есть жизнь лопаток может быть продлена с 30 тыс. часов (типичный назначенный изготовителем рабочих лопаток ресурс до их замены) до 75-120 тыс. часов. В настоящее время рабочие лопатки так называемого комплекта-лидера компании Liburdi имеют фактическую наработку в авиадвигателе Rolls Royce более 160 тыс. ч. Восстановленные по технологии Liburdi лопатки с гарантированным ресурсом, таким же, как у свежеизготовленных, обходятся энергетическим компаниям на 35-50% дешевле.

Основа технологии LPM - приготовление из порошков определённого состава, сходного с исходным сплавом, на основе никеля, хрома, молибдена и вольфрама с добавлением других компонентов пластифицированной массы консистенции пластилина. Состав порошка индивидуален для каждого конкретного сплава, из которого изготовлена лопатка. Выборки в местах трещин и сколов заполняются массой LPM с восстановлением профилированной поверхности. Восстановление кромки до нужных размеров осуществляется специальной лентой LPM. Как утверждают поставщики технологии, ремонт направляющих и рабочих лопаток по технологии LPM позволяет избежать локального перегрева и изменения структуры материала в зоне ремонта. После восстановления поверхности лопаток массой и лентой LPM и восстановления, и проверки геометрии охлаждающих каналов и выходных отверстий охлаждающего воздуха проводится термообработка в вакууме в режимах, разработанных применительно к каждому материалу, а затем механическая обработка, после которой лопатка приобретает вид новой. В ходе ремонта сопловых лопаток выполняются проверка и восстановление критических размеров сопла (расстояний между лопатками по всему профилю). Это помогает выровнять расходные характеристики по окружности направляющего аппарата, снижая возможную температурную неравномерность и в итоге увеличивая КПД турбины. В процессе вакуумной и изостатической термообработки под давлением (НIP) исчезают внутренние полости разрыва и восстанавливается микроструктура сплава. Подобное «омоложение» проводится уже после всех процедур по подготовке к ремонту и восстановления геометрии лопаток. По завершении цикла термической обработки возвращаются первоначальные усталостные характеристики сплавов.

Лопатки газовых турбин различного назначения (направляющие и рабочие) работают в потоке продуктов сгорания топлива, подвергаются значительным воздействиям динамических и статических нагрузок, коррозии и эрозии. В зависимости от типа турбины температура поступающих из камеры сгорания на первый ряд лопаток газов может достигать от 1100 до 1400 °C. Поскольку эти температуры близки к температуре плавления материала лопаток, лопатки первого ряда покрывают термостойкой керамикой. Кроме того, в них предусматриваются каналы и ряды отверстий, через которые поступает охлаждающий воздух. Благодаря этим мерам температура металла лопаток первого ряда не поднимается выше приемлемых 950 °C. Высокая цена лопаток горячего тракта газовой турбины и тот факт, что при капремонте замене обычно подлежит большое их количество, вызвали естественный интерес энергетиков к лопаткам, восстановленным посредством наплавки. До середины 1990-х этим занимались в основном независимые ремонтные компании, но вскоре изготовители турбин оценили размеры нового рынка и начали приобретать такие компании или создавать собственные ремонтные центры.