Научная статья на тему 'Технологические аспекты продления ресурса направляющих лопаток турбины с использованием диффузионной пайки на этапе восстановительного ремонта ГПа'

Технологические аспекты продления ресурса направляющих лопаток турбины с использованием диффузионной пайки на этапе восстановительного ремонта ГПа Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
227
48
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
газовая турбина / направляющие лопатки / технология ремонта / диффузионная пайка / ресурс. / gas turbine / nozzle segments / technology of repair / diffusion soldering / resource

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — А. А. Быбин, А. В. Новиков, А. М. Смыслов, А. В. Дементьев

Проведен анализ повреждаемости сегментов соплового аппарата ТВД из кобальтового сплава FSX-414 в условиях эксплуатации. Показано, что наиболее характерным дефектом на сегментах являются трещины термической усталости, снижающие работоспособность деталей. Определены основные требования к технологии ремонта указанных сегментов. Показано, что наиболее оптимальным способом устранения термоусталостных трещин является их разделка и последующая пайка в вакууме высокотемпературным припоем В работе для ремонта деталей использован припой системы Ni—Cr—Fe—Si—B, позволяющий сформировать паяный шов с регулярной структурой, обеспечивающий приемлемый уровень прочности и пластичности материала при повышенных температурах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — А. А. Быбин, А. В. Новиков, А. М. Смыслов, А. В. Дементьев

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Technological aspects of life cycle prolongation for nozzle segments with application of diffusion soldering during repair of GPA

thorough damageability analysis of nozzle segments made of cobalt alloy FSX-414 has been performed during TVD operation. It was shown that the most typical defect of the segments is thermal fatigue cracking which decreases the life cycle of the machine parts. The most critical requirements to the repair technology have been determined. It was shown that the optimal method to eliminate thermal fatigue cracks is their cutting and further vacuum high temperature soldering. In this research, for the machine parts repair, Ni-Cr-Fe-Si-B solder was used; this solder allows formation of a regularly structured joint having acceptable level of strength and material plasticity at elevated temperatures.

Текст научной работы на тему «Технологические аспекты продления ресурса направляющих лопаток турбины с использованием диффузионной пайки на этапе восстановительного ремонта ГПа»

УДК 621.793.184

А.А. Быбин, А.В. Новиков, А.М. Смыслов, А.В. Дементьев

Уфимский государственный авиационный технический университет, Россия

ООО «Производственное предприятие Турбинаспецсервис», Уфа, Россия

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОДЛЕНИЯ

РЕСУРСА НАПРАВЛЯЮЩИХ ЛОПАТОК ТУРБИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИФФУЗИОННОЙ ПАЙКИ НА ЭТАПЕ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО РЕМОНТА ГПА

Проведен анализ повреждаемости сегментов соплового аппарата ТВД из кобальтового сплава FSX-414 в условиях эксплуатации. Показано, что наиболее характерным дефектом на сегментах являются трещины термической усталости, снижающие работоспособность деталей. Определены основные требования к технологии ремонта указанных сегментов. Показано, что наиболее оптимальным способом устранения термоусталостных трещин является их разделка и последующая пайка в вакууме высокотемпературным припоем. В работе для ремонта деталей использован припой системы Ni—Cr—Fe—Si—B, позволяющий сформировать паяный шов с регулярной структурой, обеспечивающий приемлемый уровень прочности и пластичности материала при повышенных температурах.

Ключевые слова: газовая турбина, направляющие лопатки, технология ремонта, диффузионная пайка, ресурс.

Введение

Надежная и длительная эксплуатация газоперекачивающих агрегатов возможна при условии высокой работоспособности направляющих лопаток газовой турбины. Указанные детали в процессе наработки испытывают действие статических и динамических напряжений, высокой температуры и агрессивной газовоздушной среды. Эксплуатация лопаток в таких условиях неизбежно вызывает изменение их геометрических размеров, деградацию структуры защитного покрытия и жаропрочного сплава, коррозионный и эрозионный износ, появление трещин усталости и термоусталости, падение прочности и пластичности материала. Длительная работа лопаток с указанными дефектами, как правило, не возможна, что приводит к необходимости проведения регламентных работ через определенные промежутки времени.

На многих предприятиях, ремонтирующих газотурбинную технику, в настоящее время взамен планово-предупредительных ремонтов принимаются к реализации программы эксплуатации и ремонта газовых турбин по техническому состоянию их узлов и агрегатов. В рамках данной программы должно предусматриваться проведение ремонта в тот момент времени, когда уровень накопленных повреждений не является критическим и позволяет, применив соответствующие технологические методы воздействия на материал лопаток, восстановить их работоспособность с гарантией последующей эксплуатации в течение назначенного ресурса.

Оценка технического состояния направляющих лопаток газовой турбины представляет собой достаточно сложную инженерно-техническую задачу и требует от ремонтирующей организации наличия опыта обслуживания и ремонта аналогичных объектов. Как правило, стратегия ремонта, реализуемая на ремонтных базах, предполагает всестороннее исследование состояния объекта и принятие обоснованного решения о применении таких технологических методов, которые обеспечивают наибольший прирост работоспособности восстанавливаемых лопаток.

Опыт ремонта деталей и узлов газотурбинной техники показывает, что направляющие аппараты импортных ГПА типа ГТК-25И и ГТК-10И, изготавливаемые в виде сегментов из двух или трех лопаток из кобальтового сплава Б8Х-414, в процессе эксплуатации в результате действия высокой температуры газового потока и ее перепада из-за частых пусков-остановов теряют свою работоспособность вследствие образования термоусталостных трещин. После длительной наработки длина таких трещин может достигать до 100 мм, при этом трещины могут располагаться на различных участках детали. В процессе ремонта такие трещины необходимо устранить и обеспечить прочность и пластичность материала на уровне исходного состояния. Обычно для их ремонта применяют технологию арго-нодуговой сварки, предусматривающую подготовку поверхности путем выборки трещин и разделку кромок под сварку, непосредственно операцию сварки с использованием присадочной

© А.А. Быбин, А.В. Новиков, А.М. Смыслов, А.В. Дементьев, 2012 - 228 -

проволоки, этап термической обработки для снятия напряжений и обеспечения механических свойств материала, восстановление геометрических параметров путем механической обработки и проведение контроля неразрушающими методами [1]. Несмотря на очевидные преимущества изложенного подхода, данная технология имеет ряд недостатков, главным из которых является наличие сварного шва, прочность которого оказывается ниже прочности кобальтового сплава. Причиной этого при сварке жаропрочного материала является формирование литой зоны и зоны термического влияния, в области которых возможно формирование горячих трещин или создание структуры в состоянии предразрушения. Для получения качественного шва при сварке требуется поддержание определенной температуры свариваемого материала, а также строгое соблюдение не только режима сварки, но и времени разрыва между сварочными операциями и операциями термообработки по снятию напряжений. Наличие таких операций в значительной степени увеличивает трудоемкость ремонтных работ и приводит к возрастанию себестоимости восстанавливаемых сегментов лопаток.

В литературе имеются сведения об использовании при ремонте сегментов лопаток СА диффузионной пайки [2], которая реализуется с использованием специальных припоев, предназначенных для создания неразъемных соединений из жаропрочных сплавов. В отечественном газотурбостроении пайка в основном применяется для соединений деталей из сплавов на никелевой основе [3]. Сведения о пайке кобальтовых сплавов практически отсутствуют.

Дополнительной проблемой, которая возникает при ремонте сегментов лопаток СА, является сильная разветвленность трещин термической усталости. Любое воздействие на материал сваркой или пайкой может быть выполнено только при условии полной выборки дефекта. В противном случае может получить свое развитие горячая трещина. Как показывает опыт ремонта сегментов СА, разделка эксплуатационных трещин под сварку может достигать больших объемов. Пайка, выполняемая на никелевых сплавах, проводится при условии стыковки деталей с зазором не более 1 мм, что при ремонте сегментов СА встречается крайне редко. Поэтому применение пайки при восстановлении сегментов СА должно обеспечивать заполнение широких зазоров.

Цель данной работы — рассмотреть особенности пайки кобальтового сплава Б8Х-414, выявить возможность пайки деталей при наличии широких зазоров и оценить возможность применения технологии пайки при ремонте направляющих лопаток турбины газоперекачивающих агрегатов.

1. Методика проведения исследования

В работе исследовались образцы из кобальтового сплава FSX-414, которые вырезались из натурных лопаток направляющего аппарата газоперекачивающих агрегатов ГТК-25И, ГТК-10И PGT-10 и др. Вырезку выполняли электроискровым способом проволочным электродом. Изучение микроструктуры сплава в постэксплуатационном состоянии и после проведения восстановительных работ осуществляли с использованием оптической и растровой электронной микроскопии. Механические испытания проводили на стандартных образцах по принятым в отрасли методикам.

Пайку специальным припоем выполняли в вакуумной печи TITAN фирмы Ipsen. Точность поддержания заданной температуры в объеме печи составляла ± 2 °С. Контроль качества пайки оценивали визуальным и рентгеновским методами. Подготовку под пайку и последующее изготовление контрольных образцов для механических испытаний проводили на токарном станке с ЧПУ фирмы HAAS.

2. Результаты исследований и их обсуждение

Использование процесса пайки в общей стратегии ремонта направляющих лопаток газовых турбин должно предусматривать их всестороннее исследование. Такой подход оправдан, если целью ставится формирование минимально достаточного и необходимого объема восстановительных работ.

Для направляющих лопаток основными видами повреждений являются термоусталостное растрескивание материала, коррозионное повреждение, коробление кромок, повреждения механического характера вследствие ударного воздействия посторонних предметов. Указанные дефекты легко выявляются визуально-измерительными и неразрушающими методами контроля. При соответствующей организации данными видами контроля можно определить значительную долю дефектов, недопустимых по условиям эксплуатации.

Одним из характерных дефектов, встречающихся на направляющих лопатках, является деградация структуры материала, из которого изготавливаются детали. Деградация структуры происходит вследствие воздействия на сплав высоких температур и проявляется в виде появления нежелательных топологически плотноупакован-ных фаз, формирования сплошной карбидной сетки по границам зерен и т.п. Указанные структурно-фазовые изменения материала приводят к потере его прочности и пластичности и могут вызвать преждевременное разрушение лопаток. Выявление данного вида повреждения на лопат-

ках без их разрушения крайне затруднительно и требует привлечения дорогостоящего исследовательского оборудования и высококвалифицированных кадров.

д)

Характерные виды повреждений направляющих лопаток, выявляемые при оценке их фактического постэксплуатационного состояния представлены на рис. 1.

е)

Рис. 1. Дефекты на направляющих лопатках турбины газоперекачивающих агрегатов после эксплуатации: а — коробление выходной кромки; 6 — механические повреждения; в — вид термоусталостных трещин при проведении визуально-измерительного контроля; г — вид термоусталостных трещин при проведении цветной дефектоскопии; д — структура кобальтового сплава РБХ-414 с наличием выделений ТПУ-фаз, наработка 12346 часов; е — структура поверхностного слоя кобальтового сплава с наличием коррозионных повреждений после наработки в

течение 12 тыс. часов

Анализ дефектов, встречающихся при эксплуатации направляющих лопаток в составе различных ГПА, показытает, что при ремонте требуется не только устранить механические повреждения и восстановить геометрические параметры изделия, но и обеспечить требуемый уровень физико-механических свойств материала лопаток. С этих позиций пайка является достаточно универсальныш методом: с одной стороны появляется возможность заполнения разделанных трещин специальным припоем, с другой — нагрев деталей до высоких температур для диффузии припоя может обеспечить устранение нежелательных фаз за счет их растворения. Именно с этих позиций далее в работе рассматривались особенности пайки кобальтового сплава импортного производства.

На основании анализа литературных данных для пайки был выбран припой системы №—Сг— Ре-81-В, частицы которого имеют сферическую форму размером до 100 мкм. Наличие в припое самофлюсующихся компонентов и В позволяет проводить пайку в низком вакууме. Припой наносится в зазор в виде пасты на органической связке, а процесс пайки выполняется при температурах 1070...1115 °С.

На основании информации, имеющейся по припою, быши проведены пробные эксперименты по исследованию растекаемости и смачиваемости припоя на подложке из кобальтового сплава. Наиболее лучшие результаты были получены при использовании температуры пайки 1090+5 °С и остаточном давлении в камере печи не более 10-4 мм рт. ст. Дальнейшие исследования проводились по данному режиму пайки.

Применительно к кобальтовому сплаву марки Р8Х-414 серийная термическая обработка предусматривает два этапа: гомогенизацию при 1150 оС и старение при 980 оС [4]. Применение для пайки температуры 1090 оС может вызвать структурно-фазовые изменения и оказать влияние на уровень механических свойств сплава. С целью проверки влияния температуры пайки на структуру и механические свойства сплава на специальных образцах проведена термообработка при указанной температуре с последующим изучением структуры материала и проверкой уровня его прочности и пластичности. Результаты представлены на рис. 2.

При анализе полученных данных следует учитывать, что выбранная температура пайки (Тпайки) на 60 оС ниже температуры гомогенизации и на 110 оС выше температуры старения кобальтового сплава. Кроме того, выдержка при Тпайки осуществляется в течение 8.10 мин, что является достаточным для плавления припоя, заполнения им всего объема зазора и его диффузионного взаимодействия со сплавом.

Как видно из данных, представленных на рис. 2, кобальтовый сплав в исходном состоянии представляет собой твердый раствор, упрочненный мелкодисперсными карбидами типа Ме2зСб преимущественно округлой формы. Карбиды в эвтектических выделениях представлены тонкими пластинками, чередующихся с прослойками у-матрицы. По границам зерен наблюдаются карбида! вытянутой формы.

в)

Рис. 2. Микроструктура сплава РБХ-414 в исходном (а) и постэксплуатационном (б) состояниях и после проведения термической обработки при 1090 оС, выщержка 8 мин (в)

В постэксплуатационном состоянии (рис. 2, б) на фоне матрицы четко вышвляются частицы топологически плотноупакованной ст-фазы игольчатой формы, образование которых происходило вследствие различных твердофазных реакций, постоянно изменяющих соотношение концентраций элементов в фазах и оказывающих влияние на фазовую стабильность материала.

После проведения термообработки при 1090 оС структура кобальтового сплава приобретает вид близкий к исходному. Полученные результаты могут быпъ объяснены следующим. Карбиды Ме2зС6 являются основными упрочните-лями кобальтового сплава Р8Х-414. По данныш работы [4] растворение таких карбидов происходит при температурах ~ 1040 °С. Выпделение карбидов происходит как по границам зерен, так и в междендритных пространствах в виде грубых и тонких частиц. Более мелкие частицы Ме2зСб обычно выделяются в виде эвтектики, состоящей из тонких пластинок Ме2зС6, прослоенных у-матрицей. Последующая выдержка сплава при высоких температурах вызывает некоторое растворение и повторное выделение Ме2зС6 в виде очень мелких частиц, окруженных первичными выделениями Ме2зС6. Данный процесс продолжается на протяжении всего срока эксплуатации кобальтового сплава. Оба типа карбидов вносят вклад в упрочнение: первичные карбиды препятствуют проскальзыванию по границам зерен и порождают дислокации, в то время как более мелкие частицы взаимодействуют с движущимися дислокациями. Нагрев сплава Р8Х-414 до температуры пайки 1090 °С, кратковременная выдержка при данной температуре и последующее медленное охлаждение способствует частичному растворению имеющихся карбидов и выпадению новых более мелких карбидов Ме2зС6.

Представленные результаты согласуются с уровнем механических свойств материала в различном состоянии (рис. з).

Видно, что после эксплуатации происходит падение прочности и пластичности исследуемого материала почти на 10 и 30% соответственно. Применение температуры пайки позволяет не только обеспечить исходный уровень механических свойств материала, но и несколько улучшить его: в сравнении с исходным состоянием наблюдается рост прочности на 10%, а пластичности на 20%. Возрастание уровня механических свойств связано с процессами выпадения более мелких карбидов типа Ме2зС6.

На основании полученных результатов можно сделать вывод о допустимости применения кратковременной выдержки кобальтового сплава Р8Х-414 при температуре 1090 оС.

В ходе дальнейших исследований изучалась структура и свойства паяного шва. При этом учи-

тывалось, что разделка трещин может проводиться на разную глубину и ширину. В связи с этим в экспериментах применялись образцы с различной разделкой, имитирующих разделку трещин: широкая пологая (вариант 1), широкая глубокая (вариант 2) и узкая клиновидная разделка (вариант 3).

700 650 600 550 500 450

Предел прочности, МПа

450 425 400 375 350

б)

Предел текучести, МПа

в)

14 12 10 -8 -6 -4 -2 0

б)

Относительное удлинение, %

в)

б)

в)

Рис. 3. Механические свойства сплава РБХ-414 в исходном (а) и постэксплуатационном (б) состояниях и после проведения термической обработки при 1090 оС, выщержка 8 мин (в). Температура испытания — комнатная

Показано (рис. 4), что пайка с разделкой трещин по вариантам 1 и 2 характеризуется менее плотной структурой с большим количеством пор. Количество пор снижается с уменьшением площади разделки. Наиболее плотная структура с минимальным количеством пор наблюдается при клиновидной узкой разделке.

Металлографический анализ паяного шва показал, что вне зависимости от вида разделки пайка с использованием припоя системы №—Сг—Ре—

81—В приводит к формированию в паяном шве регулярной структуры, характеризуемой наличием окантовки вокруг крупных выделений в шве. Кроме того, по границе с кобальтовым сплавом формируется сплошная зона без каких-либо включений светлого оттенка, аналогичной тем фазам, вокруг которых формируется окантовка. Значительной диффузии припоя вглубь кобальтового сплава не отмечается. По границе стыковой пайки с основным материалом дефектов в виде несплошностей не обнаружено.

ный анализ, результаты которого показаны на рис. 5 и в табл. 1. Из данных, представленных в таблице 1, видно, что паяный шов характеризуется высоким содержанием кремния, железа, никеля и в целом отражает состав припоя. Анализ отдельных фазовыгх выпделений в шве показал, что матрицей шва является твердый раствор хрома в никеле, обогащенный кремнием и железом. Микротвердость матрицы составляет ~ 2000 МПа. На фоне матрицы хорошо различимы крупные частицы системы М-Сг-Ре. Кроме того, в структуре шва имеются частицы полосчатого типа системы М-Сг-$1. Несмотря на то, что данные фазы по сравнению с матрицей обладают повышенной микротвердостью (~ 5000 МПа), можно полагать, что обнаруженные фазовые выделения имеют кристаллическую решетку когерентную с решеткой матрицы, а сама матрица с кобальтовым сплавом. Исходя из последнего предположения, следует ожидать высокий уровень механических свойств паяного соединения.

а)

б)

Рис. 5. Зоны паяного шва, в который проводился МРСА

Рис. 4. Микроструктура паяного шва с различной разделкой трещин: а — вариант 1; б — вариант 2; в — вариант 3 мин (в)

С целью определения состава формирующихся при пайке фаз проведен микрорентгеноспектраль-

С целью проверки уровня механических свойств паяного соединения были изготовлены цилиндрические образцы, которые паялись встык припоем исследуемой системы. Далее из этих образцов путем механической обработки вытачивались контрольные образцы для одноосного рас-

тяжения. Испытания показали, что разрушение всех паяных образцов происходило только по шву, что соответствует классическим представлениям о механике разрушения таких соединений. Как следует из табл. 2, в которой представлены результаты испытаний, прочность паяного шва находится практически на одном уровне в сравнении с исходным состоянием кобальтового сплава.

Таблица 1

Результаты МРСА в различных зонах паяного шва

Спектр 81 Сг Ре Со N1 | W

по рис. 5, а

1 3,95 9,29 3,35 0,00 83,40 0,00

2 3,76 8,51 3,44 0,26 84,03 0,00

3 5,97 7,49 2,88 0,00 83,14 0,42

4 4,17 9,21 3,28 0,19 82,48 0,66

5 3,87 9,73 3,27 1,87 80,80 0,36

6 0,5 5 32,31 1,28 43,67 15,07 6,56

7 0,56 31,81 1,10 46,77 10,08 9,04

8 0,56 32,72 1,19 46,80 10,45 7,73

9 0,5 8 27,88 1,21 51,99 11,13 6,57

по рис. 5, б

1 0,12 5,66 1,35 0,15 92,72 0,00

2 0,09 5,56 1,58 0,00 92,77 0,00

3 11,1 2,87 0,97 0,00 84,37 0,57

4 14,3 0,97 0,58 0,10 83,18 0,87

5 0,10 94,35 0,73 0,12 3,55 1,15

6 3,86 9,07 3,32 0,12 82,98 0,55

7 3,81 8,64 3,24 0,00 83,70 0,61

Таблица 2 Результаты механических испытаний

Относительно пластичности шва следует отметить, что относительное удлинение понизилось почти на 30 %. Полученные результаты, показывающие высокую прочность и недостаточную пластичность шва, могут быть объяснены тем, что в структуре шва имеются фазовые частицы, обладающие высокой микротвердостью и обеспечивающие падение пластичности материала в месте пайки.

Несмотря на пониженное значение пластичности материала шва, следует иметь в виду, что сегменты СА ТВД являются статорной частью изделия и в процессе эксплуатации не подвергаются центробежным нагрузкам. Поэтому полученные результаты могут быть приняты как удовлетворяющие условиям эксплуатации.

Для подтверждения высказанного предположения была выполнена пайка искусственно созданных дефектных мест. Пайка выполнялась на

натурном сегменте СА ТВД с агрегата ГТК-25И. На рис. 6 представлен блок, подвергнутый пайке. Данный сегмент СА после пайки был испытан на термическую усталость по следующей схеме: загрузка блока в разогретую печь, выдержка в печи при 1000 °С в течение 3-х часов, охлаждение блока на воздухе. Испытания проводились до достижения 10 циклов. Следует указать, что для испытаний была выбрана температура, превышающая реальную рабочую температуру сегмента в составе агрегата. По результатам испытаний установлено, что нарушения сплошности по местам пайки не обнаружено. Это свидетельствует о высокой темростабильности паяного шва. С целью дополнительной проверки выдвинутой гипотезы проведены испытания модельных образцов прямоугольного сечения. Образцы паялись встык, после чего они закреплялись кон-сольно в специальном зажиме таким образом, чтобы оценить возможную величину прогиба паяного образца по месту его пайки. Образцы в специальном зажиме выдерживались в течение двух часов при температурах 850 и 900 °С. После испытаний был обнаружен прогиб образцов, величина которого при температуре 850 °С составила 0,13 мм, а при 950 °С — 0,22 мм. Следует отметить, что увеличение времени выдержки при указанных температурах еще на два часа не привело к изменению величины прогиба. Полученные результаты показывают, что паяный шов способен выдержать нагрузку, имеющую место при эксплуатации сегментов, без значительной деформации и разрушения последних.

Рис. 6. Сегмент СА ТВД после пайки дефектных мест припоем системы №—Сг—Ре—81—В

и испытаний на термоусталость (стрелками отмечены места пайки)

Заключение

На основании изучения повреждаемости сегментов соплового аппарата ТВД газоперекачивающего агрегата были сформулированы требования к технологии восстановительного ремонта деталей. Показано, что основной вид дефекта —

Состояние стВ, МПа ст0,2, МПа 8,%

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Исходное 587 424 10,3

Паяный образец 571 397 7,3

трещины термической усталости — могут быть успешно отремонтированы путем разделки и пайки дефектных мест с использованием высокотемпературного припоя системы Ni—Cr—Fe—Si—B. Паяный шов на кобальтовом сплаве характеризуется регулярной структурой и обладает удовлетворительной прочностью и пластичностью как при комнатной, так и повышенной температурах. Апробация технологии пайки на натурном сегменте показало удовлетворительные результаты, которые могут быть использованы в ремонтном производстве.

Литература

1. Научно-технические основы ремонта лопаток соплового аппарата [Текст] / М.К. Смыслова, В.В. Седов, A.B. Новиков, К.С. Селиванов // В сб. трудов науч.-техн. конф. «Сварка. Контроль. Ре-

новация — 2006». — Уфа: Изд-во «Гилем», 2007. — С. 223 - 231.

2. Miglietti W. Wide gap diffusion braze repairs of nozzle segments cast from FSX-414 Co-based superalloy [Text]/ W. Miglietti // Proceedings of the 3rd International Brazing and Soldering Conference, April 24 - 26, 2006 / Editor John J. Stephens, K. Scott Weil. - USA, Texas: ASM International, 2006. - P. 377 - 384.

3. Официальный сайт ФГУП «Всероссийский институт авиационных материалов» ГНЦ РФ. -Режим доступа: http://www.viam.ru/. - 20.04.2012.

4. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок / под ред. Симса Ч.Т., Столоффа Н.С., Хагеля У.К.: пер. с англ. В 2-х книгах. - М.: Металлургия, 1995. - 384 с.

Поступила в редакцию 01.06.2012

А.М. Смислов, А.В. Нов1ков, А.О. Бибш, А.В. Демент'ев. Технолопчш аспекти продовження ресурсу направляючих лопаток турбши з використанням дифузшно! пайки на еташ виновного ремонту ГПА

Проведено анализ пошкоджуваност1 сегментов соплового апарату ТВД з кобальтового сплаву FSX-414 в умовах експлуатацИ. Показано, що найбшьш характерним дефектом на сегментах е трщини терм^чно! втоми, що знижують працездатшсть деталей. Визначеш основы вимоги до технологи ремонту зазначених сегментов. Показано, що найбтьш опти-мальним способом усунення термоусталостних трщин е ¿х оброблення та подальша пайка у вакуума високотемпературним припоем. У робота для ремонту деталей використаний припой системи Ni-Cr-Fe-Si-B, що дозволяе сформувати паяний шов зрегулярною структурою, що забезпечуе прийнятнийревень мщност1 i пластичност1 матер1алу при тдвище-них температурах.

Ключов1 слова: газова турбта, направляючi лопатки, технологи ремонту, дифузшна пайка, ресурс.

A.M. Smyslov, A.V. Novikov, A.A.Bybin, A.V. Dement'ev. Technological aspects of life cycle prolongation for nozzle segments with application of diffusion soldering during repair of GPA

A thorough damageability analysis of nozzle segments made of cobalt alloy FSX-414 has been performed during TVD operation. It was shown that the most typical defect of the segments is thermal fatigue cracking which decreases the life cycle of the machine parts. The most critical requirements to the repair technology have been determined. It was shown that the optimal method to eliminate thermal fatigue cracks is their cutting and further vacuum high temperature soldering. In this research, for the machine parts repair, Ni-Cr-Fe-Si-B solder was used; this solder allows formation of a regularly structured joint having acceptable level of strength and material plasticity at elevated temperatures.

Keywords: gas turbine, nozzle segments, technology of repair, diffusion soldering, resource.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.