Сотніков Є. Г. Удосконалення складу газотермічних ущільнювальних покриттів деталей турбіни для підвищення ефективності газотурбінних двигунів

Об'єкт дослідження - процеси формування та структуроутворення ущільнювальних газотермічних покриттів деталей гарячого тракту газотурбінного двигуна. Предмет дослідження - структурно-фазові перетворення в удосконалених ітрійвмісних ущільнювальних покриттях деталей ГТД та характер зміни їх властивостей під час високотемпературної експлуатації. Метою роботи було вирішення науково-технічної задачі щодо розробки складу ущільнювального покриття на деталі газотурбінних двигунів, які тривало експлуатуються в умовах дії агресивного розігрітого газового потоку при підвищених температурах. Методи дослідження. Для вирішення поставлених завдань і одержання основних результатів роботи використовували наступні методи: рентгеноструктурні дослідження - для вивчення фазових перетворень в матеріалі; металографічні методи з використанням растрової електронної та оптичної мікроскопії - для аналізу трансформації структури покриття під час нанесення та в процесі подальшої експлуатації; методи дослідження механічних властивостей - для оцінки експлуатаційної надійності виробів; методи дослідження теплофізичних властивостей - для прогнозування поведінки матеріалу під впливом температурного фактору; методи моделювання процесу експлуатації лабіринтного ущільнення - для оцінки впливу інтенсивності зношування покриттів і збільшення величини радіальних зазорів на витрати палива та отримання рекомендацій щодо вибору раціонального складу ущільнювальних покриттів. Дослідження проводилися на кафедрі "Фізичне матеріалознавство" Запорізького національного технічного університету спільно з ПАТ "Мотор Січ". Результати роботи. Виконано актуальне завдання розробки хімічного складу ущільнювального покриття турбіни з високою експлуатаційною стійкістю в умовах дії високотемпературного газового потоку. Методами моделювання встановлено, що застосування даного покриття дозволяє підвищити коефіцієнт корисної дії двигуна за рахунок зменшення витоку газів при збереженні розміру радіальних зазорів та знизити витрати палива за годину на 2,3 кг, що приводить до загального зниження річних витрат авіаційного палива на 184 т. Результати роботи впроваджені у діюче виробництво АТ"Мотор Січ" (м.Запоріжжя) та у навчальний процес на кафедрі фізичного матеріалознавства ЗНТУ.