Електрохімічний і хімічний аспекти ерозійно-корозійного процесу руйнування робочих лопаток вологопарових турбін під дією електризованої вологи

Автор(и)

  • А. О. Тарелін Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0001-7160-5726
  • В. Л. Швецов Акціонерне товариство «Турбоатом» (61037, Україна, м. Харків, пр. Московський, 199), Україна https://orcid.org/0000-0002-2384-1780
  • В. Г. Михайленко Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), Україна https://orcid.org/0000-0003-3082-6148
  • А. В. Нечаєв Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), Україна https://orcid.org/0000-0001-6586-4713
  • О. Є. Хіневіч Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), Україна https://orcid.org/0000-0003-1902-534X

Анотація

Стаття присвячена електрохімічному та хімічному аспектам ерозійно-корозійного руйнування поверхневого шару робочої лопатки вологопарової турбіни під дією електризованого робочого тіла. Розглянуто гіпотезу щодо комплексного механо-хіміко-електрохімічного механізму вимивання хрому та заліза з поверхневого шару металу робочої лопатки під час руйнування оксидної плівки під дією високошвидкісного потоку вологої пари. Теоретично показана можливість наводнювання поверхонь робочих лопаток під дією негативно заряджених крапель. Пошкодження лопаток в цьому випадку подібне пошкодженню від анодного травлення. Також показано, що процес наводнювання поверхні лопатки має місце в будь-якому випадку і для електрично заряджених крапель, і для нейтральних. Однак в разі нейтральних крапель інтенсивність процесу незначна. Проведено експериментальне дослідження поверхні робочої лопатки з ерозійним пошкодженням з останнього ступеня турбіни ВК-50 ЛМЗ, яка відпрацювала свій ресурс. Визначено кількісний вміст хрому у вирізаному з лопатки зразку сталі. Виявлено зменшення вмісту хрому в пошкодженому ерозією поверхневому шарі лопатки. Для перевірки гіпотези про схожість процесу анодного електротравлення з процесом руйнування поверхні під дією негативно заряджених крапель проведено електрохімічний експеримент на модельному зразку хромової сталі 20Х13. Показано, що рельєфи пошкоджених ділянок на модельному зразку після анодного травлення і на досліджуваній лопатці в зоні дії негативно заряджених крапель подібні. Проведені експериментальні дослідження підтвердили наявність комплексного механо-хіміко-електрохімічного процесу руйнування лопатки. На основі отриманих даних сформульовані рекомендації щодо продовження ресурсу лопаток турбомашин.

Біографії авторів

А. О. Тарелін, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України

член-кореспондент НАН України

В. Л. Швецов, Акціонерне товариство «Турбоатом» (61037, Україна, м. Харків, пр. Московський, 199)

Кандидат технічних наук

В. Г. Михайленко, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10)

Кандидат технічних наук

А. В. Нечаєв, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10)

Кандидат технічних наук

Опубліковано

2021-03-30

Номер

Розділ

Енергетичне машинобудування