АНАЛІЗ ТА ПРОГНОЗУВАННЯ РЕСУРСУ І СЕРЕДНІХ ТЕМПЕРАТУР ЗАХИСНИХ ПОКРИТТІВ ЛОПАТОК ГАЗОВИХ ТУРБІН

 Проблема. Ресурс металевих покриттів типу MСrAlY визначає довговічність служби лопаток газових турбін. Оскільки ресурс покриттів повинен обчислюватися десятками та сотнями тисяч годин, тому натурні експериментальні дослідження є дуже тривалими і дорогими. Розрахункові методи дозволяють прогнозувати ресурс роботи покриття за короткотривалими експериментальними дослідженнями (до декілька тисяч годин).

Пропозиція вирішення проблеми. В лабораторії розроблені такі моделі фізико-хімічних процесів (дифузія і корозія), а також оцінки середніх температур захисних покриттів лопаток ГТД (рис. а). Для цього використовується розрахунково-експериментальний підхід на основі моделі основних фізико-хімічних процесів, що визначають ресурс покриття за допомогою ідентифікації параметрів моделі за проведеним експериментальним дослідженням (рис. а).

	a

Даний підхід та модель реалізовані у програмі COLTAN (Coating Life Time Analysis), що дозволяє проводити аналіз окисних та дифузійних процесів в покритті, які визначають ресурс роботи покриття за критерієм закінчення алюмінію в покритті.

На рис. 2 показані фрагменти інтерфейсу програми COLTAN при розрахунку в часі профілів концентрації різних фаз алюмінію (рис. b).

b

Комерційна пропозиція.

Розроблені розрахунково-експериментальній підхід і моделі фізико-хімічних процесів захисних покриттях лопаток ГТД можуть бути застосовані для розрахунків робочого ресурсу різноманітних типів покриттів.

 Робота виконувалась і фінансувалась:

1. НПО “Машпроект”, (м. Миколаїв, Україна) – Создание методов расчетного определения теплодиффузионных характеристик и ресурса работы многослойных защитных покрытий лопаток ГТД (1993-1997 рр.).
2. Виконання Міжнародного проекту NATO Science for Peace 972631 – Life time modelling for MCrAlY coatings for industrial gas turbine blades (1999-2003 рр.).
3. Міністерства освіти та науки України – Розробка методу прогнозування ресурсу роботи захисних покриттів лопаток газових турбін (2000-2001 рр.).
4. Інституту хімічних технологій (Німеччина) по дослідженню покриттів, що використовуються у фірмі “EdF” (Electricity de France) (Франція) – Life time prediction by inverse problem solution for an MCrAlY coating used by Electricite de France (2001 – 2002 рр.).
5. Компанії SIEMENS AG, Power Generation (Німеччина) – MCrAlY coating life time analysis with COLTAN software and SICOAT data (2003-2004 рр.).

Публікації:

1. L. В. Getsov, P. G. Krukovski, N .V. Mozaiskaja, Aleksander I. Rybnikov, K. A. TadljaA NEW METHOD FOR DETERMINING THE REMAINING LIFETIME OF COATED GAS-TURBINE BLADES // Materials and technology 2011, V.45, N 1, pp. 21–26.
2. Krukovsky P., Kolarik V., Tadlya K., Rybnikov A., Kryukov I., Juez-Lorenzo M. Theoretical and experimental approach for long term modelling of oxidation and diffusion processes in MCrAly coatings – Proc. of EFC Workshop “Lifetime Modelling of High Corrosion Processes”, 2001, №34, p. 231-245
3. Krukovsky P., Tadlya K., Rybnikov A., Kryukov I., Mogaiskaya N., Kolarik V., Juez-Lorenzo M. Combined experimental and theoretical approach for long time high temperature oxidation and diffusion processes in MCrAlY coatings investigation. – Proceedings of the VIII seminar “Diffusion and thermodynamics of materials”. Brno, 2002 pp 176-179.