Авиация России

Более 47 тысяч пассажирских самолётов по всему миру и около 1500 в России поднимаются в небо благодаря газотурбинным двигателям. Одним из ключевых элементов их конструкции являются рабочие лопатки, которые подвергаются значительным нагрузкам: высоким температурам, эрозии и коррозии. Со временем это приводит к износу, и детали требуют восстановительного ремонта.

Однако после ремонта часто возникают проблемы с качеством защитного покрытия, что сокращает срок службы лопаток. Учёные Пермского Политеха (ПНИПУ) совместно с инженерами «ОДК-Пермские моторы» предложили новые подходы к обработке лопаток, которые помогут увеличить их надёжность и долговечность.

«Для изготовления лопаток используется никелевый сплав ЖС6К, известный своими жаропрочными свойствами. Он способен выдерживать температуры до 1000 °C и является идеальным материалом для газотурбинных двигателей. Однако даже такой прочный сплав нуждается в защите от внешнего воздействия окружающей среды. Для этого на поверхность лопаток наносят алюминидные слои. В процессе ремонта старые покрытия удаляются, а новые наносятся после тщательной подготовки поверхности. Традиционно для этого применяется пескоструйная обработка, но она не всегда обеспечивает равномерность слоя, что приводит к дефектам и сокращает срок службы деталей», – рассказали в университете.

Учёные ПНИПУ провели серию экспериментов, чтобы выяснить, как различные методы подготовки поверхности влияют на качество защитного покрытия. Они сравнили три способа обработки: пескоструйный, гидроабразивный и полирование. Наилучшие результаты показал гидроабразивный метод, который позволяет достичь равномерной глубины слоя в пределах 30-60 мкм и избежать дефектов поверхности.

Кроме того, исследователи определили оптимальное давление в краскораспылителе для нанесения алюминиевого покрытия – 2,0 атмосферы. Это значение обеспечивает наиболее эффективное распределение защитного слоя, что в итоге увеличивает долговечность деталей. Разработанные рекомендации уже прошли апробацию на базе «ОДК-Пермские моторы» и показали свою эффективность.

Результаты исследований позволят не только повысить качество ремонта лопаток, но и сделать процесс более экономически обоснованным. Для авиационной отрасли, где каждая деталь должна работать в экстремальных условиях, качественный ремонт имеет первостепенное значение. В ближайшее время планируется провести дополнительные испытания в реальных условиях эксплуатации двигателей, чтобы подтвердить долгосрочную эффективность предложенных методов.

2 047