Повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.12, кандидат наук Тхабисимов Александр Борисович

• Тхабисимов Александр Борисович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Тхабисимов Александр Борисович

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1 АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС ЭЛЕМЕНТОВ ПРОТОЧНЫХ ЧАСТЕЙ ЦИЛИНДРОВ ВЫСОКОГО И СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН

1.1 Анализ состояния проблемы абразивного износа лопаточных аппаратов первых ступеней паровых турбин

1.2 Причины образования твердых частиц, характеристики газоабразивного потока

1.3 Факторы, влияющие на интенсивность процесса абразивного износа материалов

1.4 Основные механизмы деформирования и разрушения поверхности материалов при высокоскоростном воздействии газоабразивного потока

1.5 Методы и средства исследования процесса абразивного износа материалов

1.6 Современные способы активной и пассивной защиты от абразивного износа лопаточных аппаратов первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления паровых турбин

1.7 Постановка задач исследований

ГЛАВА 2 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА

2.1 Экспериментальный стенд для изучения процесса абразивного износа конструкционных материалов

2.2 Методика проведения исследований и измерения основных величин

2.3 Оценка погрешностей измерений

ГЛАВА 3 СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДИНАМИКИ РАЗВИТИЯ

ПРОЦЕССА АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА

3.1 Экспериментальное оборудование и методика исследований поведения статистических характеристик динамики процесса абразивного износа

3.2 Поведение статистических характеристик отраженных твердых частиц эродента при их взаимодействии с поверхностями лопаточных сталей

3.3 Поведение статистических характеристик частиц мишени при их взаимодействии с поверхностями лопаточных сталей

3.4 Статистический анализ отражённых твердых частиц эродента при

нормальном обтекании абразивной струёй плоской поверхности

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ЛОПАТОЧНЫХ СТАЛЕЙ 20Х13

И 15Х11МФ

4.1 Влияние концентрации твердых частиц эродента на динамику процесса абразивного износа лопаточных сталей 20Х13 и 15Х11МФ

4.2 Влияние угла атаки газоабразивного потока на динамику процесса абразивного износа лопаточных сталей 20Х13 и 15Х11МФ

4.3 Влияние температуры поверхности на динамику процесса

абразивного износа лопаточных сталей 20Х13 и 15Х11МФ

ГЛАВА 5 ПОВЫШЕНИЕ АБРАЗИВНОЙ СТОЙКОСТИ ЛОПАТОЧНОГО АППАРАТА ПЕРВЫХ СТУПЕНЕЙ ЦИЛИНДРОВ ВЫСОКОГО И СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН

5.1 Оборудование для формирования ионно-плазменных покрытий

5.2 Исследование абразивной стойкости лопаточных сталей 20Х13

и 15Х11МФ с ионно-плазменными покрытиями

5.3 Технико-экономическое обоснование применения ионно-плазменного покрытия для повышения абразивной стойкости лопаточных аппаратов

цилиндров высокого и среднего давления паровых турбин

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин»

Актуальность работы

Основными причинами абразивного износа лопаточных аппаратов и других элементов проточной части цилиндров высокого давления (ЦВД) и цилиндров среднего давления (ЦСД) мощных паровых турбин является взаимодействие с их функциональными поверхностями высокотемпературного (до 550 °С) двухфазного потока, содержащего твердые частицы магнетита Ре304, поступающих в основном из пароперегревательных труб парогенератора и паропроводов. Процесс абразивного износа является необычайно сложным явлением. Из-за многообразия форм полидисперсных твердых частиц, скоростей и углов атаки, траектории их движения и взаимодействие с поверхностью следует рассматривать на основе статистического анализа.

Характерной особенностью абразивного износа является его быстрое развитие: при определенных условиях разрушение лопаточных аппаратов первых ступеней, требующее их ремонта или замены, происходит, как правило, за 1^3 года эксплуатации, что приводит к снижению КПД ступени на 8^12%.

В настоящее время известны различные способы борьбы с абразивным износом, базирующиеся на применении различных сепарационных устройств (активные способы), расположенных в паропроводах, клапанах и т.д. и удаляющих большую часть твердых частиц, а также формировании различных типов покрытий, модификаций функциональных поверхностей, химических промывок (пассивные способы), которые позволяют повысить абразивную стойкость лопаточных аппаратов, воспринимающих ударное воздействие твердых частиц, прошедших сепарационные устройства.

Одним из перспективных направлений борьбы с абразивным износом являются ионно-плазменные технологии, которые применяются для защиты лопаточных аппаратов от каплеударной эрозии и коррозии. В частности, такие технологии активно используются в авиастроении, где проблема абразивного износа поверхностей широко распространена.

Разработка новых способов снижения абразивного износа лопаточных аппаратов первых ступеней паровых турбин, должна базироваться на экспериментальном моделировании системы «поверхность - эродент» в условиях, максимально приближенных к реальным и ее всестороннем изучении. Для исследования динамики развития процесса абразивного износа дискретным твердым эродентом необходимо применение статистического метода анализа.

Применение ионно-плазменных покрытий в сочетании с активными направлениями снижения абразивного износа может оказаться перспективным способом для защиты лопаточных аппаратов, эксплуатирующихся в экстремальных условиях воздействия пароабразивного потока при высоких температурах. Цель работы:

Повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давлений мощных паровых турбин на основе формирования на функциональных поверхностях ионно-плазменных покрытий, увеличивающих срок его эксплуатации.

Объекты исследования: элементы конструкций лопаточных аппаратов первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин, изготовленных из сталей 20Х13 и 15Х11МФ, в условиях абразивного износа. Основные задачи работы:

1. Разработать методику проведения экспериментальных исследований процесса абразивного износа лопаточных сталей и покрытий.

2. Разработать и создать экспериментальный стенд для проведения исследований процесса абразивного износа лопаточных сталей и покрытий в диапазоне температур, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин.

3. Получить новые знания о динамике развития процесса износа лопаточных сталей при высокоскоростном воздействии газоабразивного потока.

4. Экспериментально определить влияние различных факторов (угла атаки

газоабразивного потока, расходной массовой концентрации частиц,

5

температуры поверхности мишени) на интенсивность процесса абразивного износа применяемых лопаточных сталей.

5. Определить параметры, при которых наблюдается максимальный абразивный износ лопаточных сталей.

6. Изучить влияние различных составов абразивостойких покрытий на интенсивность процесса абразивного износа при его максимальных параметрах.

Научная новизна работы:

• Впервые получены зависимости удельной потери массы мишеней из сталей 20Х13 и 15Х11МФ, характеризующие абразивную стойкость данных материалов, при параметрах, соответствующих рабочим условиям эксплуатации первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин от:

- расходной массовой концентрации твердых частиц эродента Хэ*;

- угла атаки а газоабразивного потока;

- температуры поверхности мишени г,

по которым определены параметры их максимального абразивного износа: Хэ* = 10,4%, а = 30°, г = 550 °С;

• Впервые получены статистические характеристики отраженных твердых частиц эродента, анализ которых косвенно доказывает, что в динамике процесса абразивного износа лопаточной стали имеется определённый промежуток времени, который можно рассматривать как инкубационно-переходный период к установившемуся периоду с постоянной скоростью износа;

• Получены зависимости удельной потери массы мишеней из сталей 20Х13 и 15Х11МФ с защитным ионно-плазменным покрытием на основе Сг-СгС при параметрах максимального экспозиционного абразивного износа. Практическая ценность.

- Установлено, что сталь 20Х13 на 30% превышает стойкость к абразивному износу стали 15Х11МФ при параметрах, соответствующих рабочим

температурам эксплуатации первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин.

- Предложен алгоритм оценки эффективности применения пассивных способов повышения абразивной стойкости лопаточных сталей.

- Разработанный состав ионно-плазменного покрытия в сочетании с активными способами защиты может быть использован для повышения абразивной стойкости лопаточных аппаратов первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин и продления срока их эксплуатации.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов обеспечивается их корреляцией с результатами других исследователей, применением современных аттестованных измерительных устройств и апробированных методик измерений, определением погрешностей измерений.

Апробация работы: Основные результаты настоящей работы докладывались на следующих научно-технических конференциях, симпозиумах и семинарах:

- Международные научно-технические конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва 2013, 2015, 2016 гг.);

- 7-ая Международная школа-семинар молодых ученых и специалистов (Москва 2014 г.);

- научный семинар НЦ «Износостойкость», НИУ «МЭИ»;

- заседание кафедры Паровых и газовых турбин, НИУ «МЭИ». На защиту выносятся:

1. Методика проведения экспериментальных исследований динамики развития процесса абразивного износа сталей 20Х13 и 15Х11МФ.

2. Алгоритм оценки эффективности применения пассивных способов повышения абразивной стойкости сталей 20Х13 и 15Х11МФ.

3. Результаты исследований динамики развития процесса абразивного износа стали 20Х13.

4. Результаты исследований влияния различных факторов на интенсивность процесса абразивного износа сталей 20Х13 и 15Х11МФ.

5. Результаты оценки эффективности применения ионно-плазменного покрытия для защиты от абразивного износа лопаточного аппарата первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин

Публикации.

По результатам диссертационной работы было опубликовано 9 печатных трудов, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 1 -ой статье в журнале, входящем в базу данных SCOPUS и 3 докладах на научно-технических конференциях. Структура и объем работы.

Диссертационная работа изложена на 179 страницах и состоит из введения, 5 глав, выводов по работе и списка литературы. Работа содержит 110 рисунков и 16 таблиц. Список литературы содержит 116 наименований.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ТЭС - тепловая электрическая станция;

АЭС - атомная электрическая станция;

ЦВД - цилиндр высокого давления;

ЦСД - цилиндр среднего давления;

КПД - коэффициент полезного действия;

СКД - сверхкритическое давление;

ГРЭС - государственная районная электрическая станция;

ХТГЗ - Харьковский турбогенераторный завод;

ЛМЗ - Ленинградский металлический завод;

НЛ - направляющие лопатки;

РЛ - рабочие лопатки;

EPRI - Electric Power Research Institute;

ЦКТИ - Центральный котлотурбинный институт;

ТЭЦ - теплоэлектроцентраль;

HV - твердость по Виккерсу;

LDV - Laser Doppler velocimetry;

ГПП - горячий промперегрев;

ТМЗ - Турбомоторный завод;

HRC - Твердость по Роквеллу;

УГАТУ - Уфимский государственный авиационный технический университет; ГТД - газотурбинный двигатель; ASTM - American Society for Testing and Materials; GB - расход несущей среды; Gэ - расход твердых частиц эродента; Gm - расход газоабразивного потока; Xэ* - расходная массовая концентрация эродента; Tinc - длительность инкубационно - переходного периода

ГЛАВА 1 АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС ЭЛЕМЕНТОВ ПРОТОЧНЫХ ЧАСТЕЙ ЦИЛИНДРОВ ВЫСОКОГО И СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН

1.1 Анализ состояния проблемы абразивного износа лопаточных аппаратов первых ступеней паровых турбин

В настоящее время различным видам износа подвержены элементы практически всего энергетического оборудования электрических станций (рисунок 1.1). Применительно к паровым турбинам можно выделить следующие наиболее существенные виды износа оборудования: коррозия (различные формы), каплеударная эрозия, абразивный износ, эрозия-коррозия, коррозионное растрескивание металла под напряжением [11, 13, 18, 21, 23, 25, 33, 40].

1-эрозия при каплеударном воздействии; 2-абразивный износ; 3-коррозия в процессе эксплуатации; 4-коррозия в период ремонтов и простоев; 5-коррозионное растрескивание под напряжением; 6- эрозия-коррозия; 7-кавитация

Рисунок 1.1 - Основные причины повреждений

элементов энергетического оборудования [24]

10

В связи с введением на многих энергоблоках нейтрально-кислородного водного режима и переходе турбин на переменный режим работы с частыми пусками и остановами, вызывающими температурную деформацию трубопроводов и поверхностей нагрева котла и отслаивание окалины, легко образующейся вновь, наблюдается увеличение интенсивности абразивного износа сопловых и рабочих лопаток первых ступеней ЦВД и ЦСД [38].

Характерной особенностью процесса абразивного износа является его быстрое развитие: при определенных условиях эксплуатации катастрофический износ сопловых и рабочих лопаток ЦВД может произойти за 1^3 года [33]. На ряде электростанций срок службы лопаточного аппарата и периферийного уплотнения ЦСД турбин Т-250/300-240 в условиях интенсивного воздействия эрозионных нагрузок сокращается до одного-трех межремонтных периодов [38]. В связи с этим возникает опасность поломок, возрастают затраты на восстановление и ремонт поврежденных элементов. Согласно работам [17, 37, 38] необходимость ремонта лопаточного аппарата и уплотнений первых ступеней ЦВД и ЦСД наступает уже через 25 тыс. ч. эксплуатации, КПД 1-й ступени ЦСД снижается на 8^12% за 40^45 тыс. ч. эксплуатации. По данным [17] КПД ЦСД мощной паровой турбины из-за ухудшения параметров шероховатости поверхностей лопаточного аппарата падает на 3% за 20 тыс. ч. эксплуатации. Если до массового строительства блоков сверхкритического давления (СКД) затраты на устранение повреждений составляли около 7 % от всех ремонтных затрат, то при переходе на СКД они достигли 25 %. В [17] отмечено, что вследствие абразивного износа, в каждом третьем капитальном ремонте турбин К-200-130 устранялись повреждения соплового аппарата. Рабочие лопатки регулирующей ступени турбины К-200-130 на некоторых ГРЭС менялись после наработки от 1600 до 10000 ч. Согласно [38], КПД дубль-блочной турбоустановки типа К-300-240 ХТГЗ снижается из-за эрозионного износа на 0,35% при работе с номинальной нагрузкой и на 2,16% - при работе с одним корпусом котла.

В таблице 1.1 приведена сводка по девяти ремонтным кампаниям турбин К-300-240 Ириклинской и Каширской ГРЭС в период с 2001 по 2010 г.

Таблица 1.1 - Объём восстановительных работ в связи с эрозионно-абразивным повреждением проточной части среднего давления турбин К-300-240 ЛМЗ [37]

ГРЭС Номер турбины Год ремонта Наработка турбины, ч/пуски Наработка 13-й ступени, ч/пуски Номер ступеней и вид работ

Ириклинская 5 2001 201 910 24 093 13-16 - ремонт

4 2002 211 397/321 19 615/28 13-16 - ремонт

5 2005 222 403/446 20 493/34 13-16 - ремонт

8 2005 183 766/327 35 694/51 13-15 - ремонт

4 2007 245 930/360 51 149/65 13 - замена 14 - замена РЛ 14 - ремонт НЛ 15, 16 - ремонт

6 2008 241 297/381 38 237/53 13 - ремонт 14 - замена НЛ 14 - замена РЛ 15 - замена НЛ 16 - замена НЛ 15,16 - ремонт РЛ

3 2008 159 787/266 48 150/84 13 - замена 14 - замена 15 - замена НЛ 15 - ремонт РЛ 16 - ремонт

Каширская 5 2010 206 952/480 17 697/37 13 - замена РЛ 13 - ремонт НЛ 14-16 - ремонт

6 2010 182 995/598 38 889/86 13 - замена 14 - замена РЛ 14 - ремонт НЛ 15 - ремонт

Проблема износа лопаток турбин актуальна не только для нашей страны [107, 111]. По оценкам исследовательского института США ЕРЫ, в 73% случаев остановов турбоагрегатов в США причиной являются поломки лопаток (см. рисунок 1.2).

1-рабочие лопатки ЦНД; 2- подшипники ЦВД; 3- вибрация генератора; 4- стопорные клапаны турбины; 5- регулирующие клапаны турбины; 6- подшипники ЦНД; 7- поломки в проточной части ЦНД; 8- неполадки проточной части всей турбины; 9- лопатки ЦВД; 10- сопровождающие устройства; 11- маслосистема; 12- неполадки

в ЦВД; 13 - неполадки в ЦСД

Рисунок 1.2 -Потери экономичности (МВт в час за год) паровых турбин в США за период с 1998 по 2002 год вследствие износа элементов оборудования [107]

В зарубежной энергетике [96] отмечено снижение КПД турбоустановок за каждые 5 лет на 0,4% (см. рисунок 1.3). По оценкам американских специалистов годовой ущерб от абразивного износа в среднем составляет 1 доллар на 1 кВт установленной мощности, а в некоторых случаях он увеличивается в 3^3,5 раза [33]. По данным Южно-Калифорнийской энергетической компании, в среднем годовой ущерб мощного турбоагрегата от абразивного износа оценивается суммой в 600 тыс. дол. Суммарный годовой ущерб на турбинах США из-за снижения их экономичности, увеличения простоев и ремонтных затрат вследствие абразивного износа составляет 150 млн. дол [17].

Ацт, %

0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

Рисунок 1.3 - Снижение КПД турбоустановок вследствие абразивного износа [96]

Износ поверхностей, вызываемый твердыми частицами, приводит к изменению геометрии лопаточного аппарата и других элементов проточной части и, как следствие, ведет к последующему ухудшению экономических характеристик турбоустановки в целом. Износ выходных кромок сопловых и рабочих лопаток приводит к изменению проходного сечения канала (см. рисунок 1.4) и изменению треугольников скоростей (см. рисунок 1.5). При изменении геометрии профиля, в частности увеличения «горла» канала, будет нарушаться аэродинамика проточной части. Во-первых, поток будет выходить из сопловой решетки не под расчетным углом, вследствие чего не будет обеспечиваться безударный вход парового потока в рабочую решетку ступени. Во-вторых, при износе твердыми частицами выходной кромки и отклонении профиля лопатки от оптимального последует увеличение кромочных, и, следовательно, профильных потерь в решетке.

Срок эксплуатации, лет

(О - ширина «горла» канала неповрежденного соплового аппарата; От - ширина «горла» канала соплового аппарата, изношенного твердыми частицами; Ь- толщина выходной кромки сопловой лопатки; 1- шаг сопловой решетки)

Рисунок 1.4 - Геометрия проточной части канала сопловой решетки и изменение «горла» вследствие абразивного износа [85]

«2

X

Р2

С2

\У2

и

а)

б)

Рисунок 1.5 - Треугольники скоростей для рабочей лопатки с исходным профилем (а) и рабочей лопатки с профилем, измененным вследствие

абразивного износа (б) [85]

Абразивному износу подвержены направляющие и рабочие лопатки, надбандажные уплотнения и шипы бандажей' первых и ближайших к ним ступеней' ЦВД и ЦСД (у турбин с промперегревом) [17, 27, 37, 38, 85, 96, 107, 111]. На рисунке 1.6 представлены фотографии поврежденных элементов проточных частей различных мощных паровых турбин. Абразивному износу, помимо соплового и рабочего аппаратов, подвергаются также обоймы и корпусные элементы.

Рисунок 1.6 - Примеры абразивного износа элементов проточных частей

паровых турбин [33, 100]

Согласно совместным исследованиям ЦКТИ и ТЭЦ-23 ОАО «Мосэнерго», проведенных на турбинах Т-250/300-240, характер износа определяется, в первую очередь, конструктивным исполнением подвода пара к камере паровпуска ЦСД-1 [38]. Пар из паропровода поступает в отсечной клапан, а из него - в регулирующий клапан, подвижная часть которого расположена у нижней стенки подводящего патрубка камеры паровпуска (см. рисунок 1.7 а и рисунок 1.7 б, где номера лопаток указаны по вращению от правой стороны горизонтального разъема, а изношенная площадь каждой из лопаток определена компьютерной обработкой рельефа выходной кромки). Благодаря этому возникает сильная неравномерность пространственного распределения частиц в камере паровпуска с высокой концентрацией в нижней зоне на входе в направляющий аппарат. В этой части камеры образуется максимальная концентрация частиц и, поскольку наибольшую опасность несут первые удары, когда частицы имеют максимальные размеры и обладают максимальной энергией разрушения, зона интенсивного износа смещается с учетом вращения диска в левую нижнюю и частично верхнюю четверти дуги направляющего аппарата [38].

Кольцевая асимметрия сохраняется при прохождении двухфазным потоком направляющего аппарата 13-й ступени, что обуславливает наиболее интенсивное воздействие на нижний и левый секторы уплотнительного козырька перед периферийным уплотнением колеса. Именно здесь происходит наиболее глубокий износ и отрыв части козырька с последующим разрушением бандажа и повреждением рабочих лопаток (см. рисунок 1.8). [38]

1 10 20 30 40 Номер лопатки

б)

1 - направляющий аппарат; 2 - пароподводящий патрубок; 3 - подвижная часть регулирующего клапана; 4 - продувочный штуцер; 5 - зона максимальной концентрации частиц; S - площадь лопатки, «исчезнувшая» в результате износа; S - средняя площадь

износа всех лопаток

Рисунок 1.7 - Схема движения твердых частиц в камере паровпуска ЦСД-1 (а) и площадь износа выходных кромок направляющих лопаток 13 ступени

турбины Т-250/300-240 (б) [38] 18

Рисунок 1.8 - Полное разрушение бандажа и повреждение выходных кромок рабочих лопаток 13 ступени в результате сквозного износа козырька надбандажного уплотнения через 76 тыс. ч работы турбины Т-250/300-240 ТЭЦ-23 ОАО «Мосэнерго» [38]

Аналогичная картина повреждений лопаточного аппарата наблюдается также в проточной части паровых турбин К-300-240.

Образование потоков с повышенной концентрацией крупных частиц начинается в камере паровпуска, имеющей схему подвода пара, аналогичную ЦСД-1 турбин Т-250/300-240 и зону локальной концентрации в нижней половине камеры [37]. Наибольшие эрозионно-абразивные нагрузки испытывает первая (13-я) ступень ЦСД, что ведет к образованию в ней обширных зон повреждений и резкому сокращению срока службы ступени. Обобщенная картина повреждений для ЦСД турбины К-300-240 построена с использованием обширных материалов 12 ремонтных кампаний трех электростанций (см. рисунок 1.9) [37].

Рисунок 1.9 - Область движения крупнодисперсных потоков твердых частиц и зоны абразивного износа проточной части цилиндра среднего давления турбины К-300-240 [37]

В указанных областях на рисунке 1.10, ограниченных линией меридионального обвода и красной линией, перемещаются все частицы, в том числе и с размерами более 80 - 100 мкм, создающие реальную угрозу абразивного износа. Указанные области формируются за счет движения частиц под действием центробежных сил, возникающих от закрутки парового потока, вследствие чего концентрация крупных частиц у периферии ступени возрастает. Преодолевая первую ступень ЦСД, твердые частицы подвергаются интенсивному дроблению, но все еще сохраняют способность повреждения второй (14-й), третьей (15-й) и четвертой (16-й) ступеней. Необходимость ремонта возникает для 14-й ступени через 80-100 тыс. ч. эксплуатации, для 15-й и 16-й ступеней - через 120-140 тыс. ч., причем эти сроки существенно сокращаются, когда продукты разрушения 13-й ступени (уплотнительные вставки, сегменты бандажа, осколки уплотнительного козырька) увлекаются потоком пара и выносятся далее в проточную часть, вызывая повреждения [37].

1.2 Причины образования твердых частиц, характеристики газоабразивного потока

Перевод блоков на нейтрально-кислородный водный режим [38]

способствовал образованию на внутренних поверхностях перегревательных

труб парогенератора оксидных пленок, нестойких к разрушению. Трубы

20

указанных элементов выполнены из перлитных сталей и интенсивное окалинообразование происходит вследствие несоответствия их жаростойкости реальным температурным условиям эксплуатации [9, 17, 33, 37, 38]. На рисунках 1.10 и 1.11 представлены внутренние поверхности труб первичных пароперегревателей с оксидной пленкой.

Рисунок 1.10 - Внутренняя поверхность трубки первичного пароперегревателя [85]

Рисунок 1.11 - Состояние внутренней поверхности трубы промежуточного пароперегревателя котла П-59 (ст. №2) Рязанской ГРЭС (энергоблок 300 МВт)

Процесс образования на внутренней поверхности нагрева труб котлов сверхкритического давления защитной оксидной пленки в виде магнетита Без04, толщиной от 0,1 до 0,25 мм представляет собой сложное физико-химическое явление. По реакции Шиккора образование магнетита характеризуется следующими уравнениями [16]:

Бе2+2ОН—> Бе(0Н)2, (1.1)

3Бе(0Н)2 ^ Бе304+Н2(в)+2Н20 (1.2)

Скорость образования окалины зависит от сорта стали труб и температурного режима, наличия кислорода для окисления. Образование пленки приводит к повышению температуры труб пароперегревателей, что может привести к местному пережогу труб и последующему их ремонту или полной замене. В последние годы разрабатываются различные мероприятия как режимного характера, так и путем внедрения новых аустенитных сталей типа Ди59 [16] по предотвращению процессов разрушения оксидной пленки.

При изменении температуры, у металла труб и оксидной пленки происходит различное расширение (из-за разных коэффициентов температурного расширения), что ослабляет сцепление пленки с металлом и, при соответствующих условиях, зависящих прежде всего от толщины пленки и температурного изменения, может привести к ее отслоению [9]. Это возможно при пусках котла из холодного состояния, его останове, изменениях температурного режима.

Образовавшиеся частицы магнетита (см. рисунок 1.12) вместе с паром поступают в проточную часть паровой турбины. После промежуточного пароперегревателя пар вместе с частицами окалины поступает в ЦСД турбины. В роли абразивных частиц также выступает сварочный грат, откалывающийся от поверхностей ободов диафрагм первых ступеней вследствие ударного воздействия твердых частиц и температурных деформаций в процессе эксплуатации турбоустановки (см. рисунок 1.13 б), а

также элементы уплотнительных вставок, выбитых вследствие абразивного износа (см. рисунок 1.14 в).

Рисунок 1.12 - Продукты, собранные в проточной части ЦВД паровой турбины Т-250/300-240

а)

б)

в)

Рисунок 1.13 - Твердые абразивные частицы:

а - сварочный грат, б - частицы окалины, в - элементы уплотнений

23

Размеры частиц окалины могут колебаться от нескольких миллиметров (частицы, собранные перед ситами клапанов ЦВД) (см. рисунок 1.14 а) до долей миллиметра (частицы, собранные после сит клапанов ЦВД и ЦСД) (см. рисунок 1.14 б). Микротвердость осколков окалины составляет около 700 ^ 750 НУ [38], что в 2^3 раза превосходит микротвердость лопаточных сталей и обеспечивает их высокую повреждающую способность при многократных соударениях с лопатками.

11 12 см 11 12 см

а) б)

Рисунок 1.14 - Размеры твердых частиц перед ситами ЦВД (а)

и за ситами ЦСД (б) [17]

В проточную часть турбины попадают частицы, пропускаемые ситами, диаметр отверстий в которых обычно равен 2,5 мм (сразу после монтажа или капитального ремонта временно устанавливаются сита с отверстиями 1,5 мм). Спектр размеров частиц, собранных в паровой коробке ЦСД-1 турбины Т-250-240 ТМЗ [17], показан на рисунке 1.15. Из графика видно, что среднемассовый (модальный) размер составляет 140 мкм, суммарная масса частиц менее 400 мкм не превышает 10%. Максимальный размер собранных частиц не превышает 1 мм [17]. Частицы обнаруживаются в камерах паровпуска и безотборных ступенях цилиндра турбины, в регенеративных подогревателях и даже на днище конденсатора [17, 37, 38].

т 0,8

0,6

0,4

0

10 20 40 60 100 200 400 600 Л, мкм

Рисунок 1.15- Относительная накопленная масса частиц, собранных в паровой коробке ЦСД [17]

Разница в плотности магнетита (р = 5080 кг/м3) и пара предопределяет малые значения коэффициентов скольжения даже при малых размерах частиц. Твердая частица, попавшая в канал вместе с паром, приобретает траекторию движения, определяемую ее размером, формой, начальной скоростью, плотностью и распределением скорости окружающего пара [33]. При попадании частиц окалины в проточную часть турбины степень абразивных повреждений во многом зависит от конструктивных особенностей проточной части.

1.3 Факторы, влияющие на интенсивность абразивного износа материалов

Проведенный анализ опубликованных в последнее время работ и

обобщение многочисленных экспериментальных данных [14, 20, 32, 41, 43 -

45, 49, 57, 60 - 64, 72 - 74, 76, 78, 79, 87, 90, 91, 94, 98, 101, 108 - 110, 113,

116], посвященных износу поверхности твердыми частицами, а также анализ

отдельных физических параметров, которые определяют интенсивность

25

разрушения поверхности тела, показал, что основными величинами, которые влияют на этот процесс, являются:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тхабисимов Александр Борисович, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Вентцель Е.С. Теория вероятностей -М.: Изд-во «Наука». -1969. -576 с.

2. ГОСТ 23.201-78, Обеспечение износостойкости изделий, Метод испытания материалов и покрытий на газоабразивное изнашивание с помощью центробежного ускорителя.

3. Докукина, И.А. Разработка технологии плазменного напыления по ремонту, восстановлению и упрочнению деталей энергетических агрегатов / Докукина И.А., Барвинок В.А., Богданович В.И., Фролов В.И., Савич Е.К. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011. -т. 13. - №4(2). - стр. 352-356.

4. Дыбленко, Ю.М. Исследование газоабразивного износа образцов из титанового сплава ВТ-6 с наноструктурированными защитными покрытиями / Дыбленко Ю.М., Селиванов К.С., Валиев Р.Р., Скрябин И.В. // Вестник УГАТУ. - 2008. - Т. 15. - № 1(41). - стр. 83-86.

5. Зубченко, А.С. Марочник сталей и сплавов. 2-е изд., доп. и испр. -М.: Машиностроение. - 2003. - 784 с.

6. Ивченко, Д.В. Об усталостном механизме газоабразивной эрозии деталей газовоздушного тракта вертолетных ГТД / Ивченко Д.В., Штанько П.К. // Вестник двигателестроения. - 2009. - № 2. - стр. 12-14.

7. Касилов, В.Ф. Обработка экспериментальных данных статистическими методами. - М.: Изд-во МЭИ. - 1998. - 62 с.

8. Качалин, Г.В. Об исследовании абразивной стойкости лопаточных материалов, различного рода упрочнений и покрытий / Качалин Г.В., Медников А.Ф., Медников Ал.Ф, Тхабисимов А.Б. // Естественные и технические науки. - 2013. - №4 (66). - стр. 183-186.

9. Кащеев, В.П. Снижение эрозионного износа цилиндра среднего давления паровых турбин, работающих на закритических параметрах / Кащеев В.П., В.А. Хаимов., Воронов Е.О., Кащеева О.В., Сорокин В.Н. // Репозиторий БНТУ. - 2009. - стр.65-73.

10. Копцева, Н. В. Структура и свойства износостойких покрытий из самофлюсующихся порошковых сплавов на основе никеля / Копцева Н.В., Чукин М.В., Барышников М.П., Зотов С.В.// Фазовые и структурные превращения в сталях: Вып.1: Тр. школы-семинара, 20-24 ноября 2000 г. -г. Магнитогорск / В. Н. Урцев . - Магнитогорск: Магнитог. дом печати, 2001 . - стр.240-248 .

11. Костюк, А.Г., Фролов В.В., Булкин А.Е., Трухний А.Д. Паровые и газовые турбины для электростанций: учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. // М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 556 с.

12. Кравченко, Н.С. Методы обработки результатов измерений и оценки погрешностей в учебном лабораторном практикуме / Кравченко Н.С., Ревинская О.Г. // Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. - 2011. - 88 с.

13. Кукушкин, А.Н. Состояние разработок и промышленное внедрение технологии консервации пароводяного контура блоков АЭС с ВВЭР на основе использования пленкообразующего амина / Кукушкин А.Н., Омельчук В.В., Вагнер Р. // Энергосбережение и водоподготовка.- 2015.-№ 1(93). -стр. 13-16.

14. Лашков, В.А. Коэффициенты восстановления скорости при ударе твердых частиц газовзвеси о поверхность тела / Лашков В.А. // Дисс. докт. физ.-мат. наук, 2012. - 32 с.

15. Медников, А.Ф. Повышение абразивной стойкости элементов проточных частей мощных паровых турбин / Медников А.Ф., Качалин Г.В., Селезнев Л.И., Тхабисимов А.Б. // Труды седьмой международной школы-семинара молодых ученых и специалистов "Энергосбережение - теория и практика". - 13-17 октября 2014. - Т.2. - стр. 262-266.

16. Михайлов, А.В. Исследование эрозионно-коррозионной стойкости элементов пароводяного тракта котлов-утилизаторов парогазовых установок и разработка методов ее повышения / Михайлов А.В. // Дисс. канд. техн. Наук. - 2010. - 154 с.

17. Орлик, В.Г. Снижение абразивной эрозии турбинных ступеней перегретого пара / Орлик В.Г., Аверкина Н.В., Качуринер Ю.Я., Носовицкий И.А., Филаретов М.А., Червонный В.Ф. // Электрические станции. - 2008. -№12. - стр. 33-40.

18. Перельман Р.Г., Пряхин В.В. Эрозия элементов паровых турбин. М.: Энергоатомиздат. - 1986. - 178 с.

19. Петров, И.В. Исследование износостойкости наплавочных материалов при абразивном изнашивании под действием динамических нагрузок / Петров И.В. // Дис. канд. техн. наук. - 1965. - 123 с.

20. Петров, Ю.В. О температурной зависимости пороговой скорости эрозионного разрушения / Петров Ю.В., Смирнов В.И. // Доклады академии наук. - 2007. - том 416. - № 6. - стр.766-768.

21. Прис К. Эрозия: Пер. с англ. М.: Мир. - 1982. - 464 с.

22. Рамазанов, А.Н. Исследование вакуумного ионно-плазменного покрытия, полученного электродуговым распылением многокомпонентного катода состава Т^^г-Мо / Рамазанов А.Н., Бегликчеев П.В. // Вестник УГАТУ. - 2008. - №1 (26). - стр. 108-112.

23. Ратнер, А.В. Эрозия материалов теплоэнергетического оборудования // Ратнер А.В., Зеленский В.Г. М -Л., издательство Энергия. - 1966. - 272 с.

24. Рыженков, В.А. Повышение износостойкости оборудования паротурбинных установок электрических станций / Рыженков В.А. // Дисс. докт. техн. наук, М.: МЭИ, 2002, 58 с.

25. Рыженков, В.А. Современное состояние проблемы абразивного износа элементов турбомашин / Рыженков В.А., Качалин Г.В., Медников А.Ф., Тхабисимов А.Б. // Естественные и технические науки. - 2013. - №1 (63). -стр. 171-177.

26. Рыженков, В.А. Технологическая установка с высокомощным импульсным магнетронным разрядом для формирования износостойких покрытий на поверхности элементов теплоэнергетического оборудования /

Рыженков В.А., Сидоров С.В., Тхабисимов А.Б., Качалин Г.В., Медников А.Ф. // Естественные и технические науки. - 2013. - №1 (63). - стр. 171-177.

27. Сахнин, Ю.А. Опыт эксплуатации турбин типа Т-100-130 с установленными сотовыми уплотнениями / Сахнин Ю.А., Ушинин С.В., Голованов О.А. // Электрические станции. - 2014. - № 12. - стр. 7-11

28. Селезнев, Л.И. Анализ поведения статистических характеристик эродента при абразивном износе конструкционных материалов / Селезнев Л.И., Медников А.Ф., Тхабисимов А.Б. // Вестник МЭИ. - 2015. - № 5. -стр. 25-29.

29. Селезнев, Л.И. Влияние защитного покрытия Сг-СгС на характеристики износа газоабразивным потоком плоской мишени на стали 20Х13 при угле атаки 30° / Селезнев Л.И., Медников А.Ф., Тхабисимов А.Б., Качалин Г.В., Зилова О.С., Сидоров С.В. // Нефтяное хозяйство. - 2015. - № 8. - стр.110113.

30. Селезнев, Л.И. Влияние угла атаки газоабразивного потока на эрозионный износ плоской мишени из стали 20Х13 / Селезнев Л.И., Медников А.Ф., Тхабисимов А.Б. // Нефтяное хозяйство. - 2015. - №7. - стр. 116-119.

31. Селезнев, Л.И. Феноменология эрозионного износа материала конструкционных сталей и сплавов жидкими частицами / Селезнев Л.И., Рыженков В.А., Медников А.Ф. // Теплоэнергетика. - 2010. - №9 - стр.12-16.

32. Терещенко, В.Г. Определение параметров соударения абразивных частиц с поверхностями лопаток вентиляторов / Терещенко В.Г. // Сборник научных трудов СевКавГТУ Серия «Естественнонаучная». -2005. -№1. - 11 с.

33. Трухний А.Д., Ломакин Б.В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки: учебное пособие для вузов // М.: Издательство МЭИ. - 2002. - 540 стр.

34. Тхабисимов А.Б., Статистические характеристики системы «мишень -

эродент» процесса абразивного износа конструкционных материалов /

Тхабисимов А.Б., Селезнев Л.И. // Тезисы докладов 21 международной

171

научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». - 2015. - Том 4. - стр. 133.

35. Тхабисимов, А.Б. Экспериментальный стенд для изучения абразивной стойкости конструкционных материалов и защитных покрытий / Тхабисимов А.Б., Качалин Г.В., Медников А.Ф. Сидоров С.В. // Естественные и технические науки. - 2013. - №5 (67). - стр. 234-238.

36. Хаимов В.А., Баурадзе М.В., Камнев В.И., Воропаев Ю.А С. 1612167 (СССР). Отсечной клапан паровой турбины /. Опубл. В Б. И. - 1990. - №45.

37. Хаимов, В.А. Модернизация первой ступени ЦСД турбины К-300-240 ЛМЗ с целью уменьшения эрозионно-абразивного износа проточной части / Хаимов В.А., Воропаев Ю.А., Левченко А.И., Федорова Л.В. // Электрические станции. - 2011. - № 9. - стр.8-16.

38. Хаимов, В.А. Эрозионный износ твердыми частицами проточной части ЦСД-1 Т 250/300-240 / Хаимов В.А., Качуринер Ю.Я., Воропаев Ю.А. // Электрические станциию - 2004. - №4. - стр.14-20.

39. Хаимов, В.А. Сепараторы для удаления твердых частиц из паропроводов горячего промперегрева мощных энергоблоков / Хаимов В.А., Пузырев Е.И., Кокин В.Н., Базыленко А.А., Павлышев А.К., Мычик А.П. // Электрические станции. - 2008. - №9. - стр. 27-33.

40. Щегляев А.В. Паровые турбины. Учебник для вузов: в 2 кн. 6-е изд., переработанное, дополненное проф. Б. М. Трояновским. М.: Энергоатомиздат, 1993 г. 384 с.: ил.

41. Akbarzadeh, E. The solid particle erosion of 12 metals using magnetite erodent / Akbarzadeh E., Sherik A.M., Spelt J.K., Papini M. // Wear. - 2012. -No 282 - 283. - pp. 40- 51.

42. Akimune, Y. Impact damage behaviour of CVD-coated silicon nitride for gas turbines / Akimune Y., Akiba T., Hirosaki N., Izumi T. // Journal of materials science. - 1994. - No 29. - pp. 3243-3247.

43. Aquaro, D. Erosion due to the impact of solid particles of materials resistant

at high temperature / Aquaro D. // Meccanica. - 2006. - No 41. - pp. 539-551.

172

44. Aquaro, D. Erosion of Ductile and Brittle Materials / Aquaro D., Fontani E. // Meccanica. - 2001. - No 36. - pp. 651-661.

45. Arjula, S. Solid-particle erosion behavior of high-performance thermoplastic polymers / Arjula S., Harsha A.P., Ghosh M.K. // Journal of Materials Science. -2008. - No 43. - pp. 1757-1768.

46. Ashrafizadeh, H. A numerical 3D simulation for prediction of wear caused by solid particle impact / Ashrafizadeh H., Ashrafizadeh F. // Wear. - 2012. - No 276 - 277. - pp. 75- 84.

47. ASTM G76 Standard test method for conducting erosion tests by solid particle impingement using gas jets.

48. Bose, S. Thermal Barrier Coating Experience in Gas Turbine Engines at Pratt & Whitney / Bose S., DeMasi-Marcin J. // Journal of Thermal Spray Technology. - 1997. - No 6. - pp. 99-104.

49. Bressan, J.D. Abrasive wear behavior of high speed steel and hard metal coated with TiAlN and TiCN / Bressan J.D., Hesse R., Silva Jr E.M. // Wear. -2001. - No 250. - pp. 561-568.

50. Campos-Amezcua, A. Numerical study of erosion due to solid particles in steam turbine blades / Campos-Amezcua A., Mazur Z., Gallegos-Munoz A., Romero-Colmenero A., Riesco-Arvila J.M., Medina-Flore J.M. // Numerical Heat Transfer Part A. - 2008. - No 53. - pp. 667-684.

51. Chen, D. Computational Mean Particle Erosion Model / Chen D., Sarumi M., Al-Hassani S.T.S. // Wear. - 1998. - No. 214. - pp. 64-73.

52. Chen, Q. Computer simulation of solid-particle erosion of composite materials / Chen Q., Li D.Y. // Wear. - 2003. - No 255. - pp. 78-84.

53. Choi, G. S. Process Analysis and Monitoring in Abrasive Water Jet Machining of Alumina Ceramics / Choi G. S., Choi G. H. // Int. J. Mach. Tools Manufacture. - 1997. - No. 37. - pp. 295-307.

54. Cofer, J.I. Advances in Steam Path Technology GER-3713E / Cofer J.I., Reinker J.K., Sumner W.J. // GE Power Generation.

55. Dai, L. Nozzle passage aerodynamic design to reduce solid particle erosion of a supercritical steam turbine control stage / Dai L., Yu M., Dai Y. // Wear. -2007. - No 262. - pp. 104-111.

56. Das, S.K. Analytical model for erosion behaviour of impacted fly-ash particles on coal-fired boiler components / Das S.K., Godiwalla K.M., Mehrotra S.P., Sastry K.K.M., Dey P.K. // Sadhana. - 2006. - No 31. - pp. 583-595.

57. Desale, G.R. Effect of erodent properties on erosion wear of ductile type materials / Desale G.R., Gandhi B.K., Jain S.C. // Wear. - 2006. - No 261. -pp. 914-921.

58. Dukowicz, J. K. A particle-fluid numerical model for liquid sprays / Dukowicz J. K. // J. Computational Physics. - 1980. - No 35. - pp. 229-253.

59. Finnie, J. Erosion of Surfaces by Solid Particles / Finnie J. // Wear. - 1960. -No 3. - pp. 87-103.

60. Gahr, K.-H. Z. Wear by hard particles / Gahr K.-H.Z. // Tribology International. - 1998. - No 31. - pp. 587-596.

61. Gnanavelu, A. An integrated methodology for predicting material wear rates due to erosion / Gnanavelu A., Kapur N., Neville A., Flores J.F. // Wear. - 2009. -No. 267. - pp. 1935-1944.

62. Hamed, .A. Turbine blade surface deterioration by erosion / Hamed A.A., Tabakoff W., Das K., Rivir R.B., Arora P. // J. Turbomach. - 2004. - No 127. -pp. 445-452.

63. Hamed, A. Erosion and Deposition in Turbomachinery / Hamed A., Tabakoff W., Wenglarz R. // Journal of Propulsion and Power. -2006. -No. 22. -pp. 350 - 360.

64. Harsha, A.P. Solid particle erosion behaviour of ferrous and non-ferrous materials and correlation of erosion data with erosion models / Harsha A.P., Bhaskar D.K. // Materials and Design. - 2008. - No 29. - pp. 1745-1754.

65. Hayashi, N. Development of new testing method by centrifugal erosion

tester at elevated temperature / Hayashi N., Kagimoto Y., Notomi A., Takeda Y.,

Kato K. // Wear. - 2005. - No 258. - pp. 443-457.

174

66. Jain, R. K. Modeling of Material Removal and Surface Roughness in Abrasive Flow Machining Process / Jain R. K., Jain V. K., Dixit P. M. // Int. J. Mach. Tools Manufacture. - 1999. - No 39. - pp. 1903-1923.

67. Jensen, J.W. The development of an accelerated testing facility for the study of deposits in land based gas turbine engines / Jensen J.W. // Brigham Young University Report. - 2004. - 119 p.

68. Joseph, A. A transition state model for predicting the rate of erosive wear of ductile materials by solid particles / Joseph A., Humphrey C. // Wear. - 1980. -No 65. - pp. 207 - 214.

69. Joseph, D.D. Lift correlations from direct numerical simulation of solidliquid flow / Joseph D.D. // Proc. Fourth International Conference on Multiphase Flow. 2001. - No. 385. - pp. 1-11.

70. Kablov, E.N. Ion-plasma protective coatings for gas-turbine engine blades / Kablov E.N., Muboyadzhyan S. A., Budinovskii S. A., Lutsenko A. N. // Russian Metallurgy (Metally). - 2007. - No. 5. - pp. 364-372.

71. Karakama, K. Characterization of the deposition and transport of magnetite particles in supercritical water / Karakama K., Rogak S.N., Alfantazi A. // J. of Supercritical Fluids. - 2012. - No 71. - pp. 11- 18.

72. Kleis, I. Solid Particle Erosion: Occurrence, Prediction and Control / Kleis I., Kulu P. // 2008. - 203 p.

73. Klimpel, A. The abrasive and erosive wear resistance of cermetal deposits / Klimpel A., Rzeznikiewicz A., Kik T. // 3rd International Conference on Integrity, Reliability and Failure. - 20-24 July 2009. - pp. 1-9.

74. Kopylov, A.A. Vibration-gas-abrasive wear resistance of turbine compressor blades / Kopylov A.A., Veksler Y.G., Styazhkin V.A., Paleeva S.Y., Paderov A.N. // Protection of Metals. - 2000. - No 36. - pp. 189-191.

75. Kuki, J. Numerical simulation of sand erosion phenomena on turbine blade surface / Kuki J., T Toda, Yamamoto M. // ECCOMAS. - 24— 28 July 2004.

76. Laguna-Camacho, J.R. Solid particle erosion of AISI 304, 316 and 420 stainless steels / Laguna-Camacho J.R., Marquina-Chavez A., Mendez J.V., Vite-Torres M., Gallardo-Hernandez E.A. // Wear. - 2013. - No 301. - pp. 1-8.

77. Lee, T.C. Mechanism of ultrasonic machining of ceramic composites / Lee T.C., Chan C.W. // Journal of Materials Processing Technology. - 1997. - No 71. -pp. 95-201.

78. Levin, B.F. Modeling Solid particle erosion of ductile alloys / Levin B.F., Vecchio K.S., Dupont J.N., Marder A.R. // Metallurgical and materials transactions. - 1999. - No 30a. - pp. 1763-1774.

79. Levy, A.V. Elevated temperature erosion of steels / Levy A.V., Levy J.Y., Patterson J. // Wear. - 1986. - No 108. - pp.43 - 60.

80. Li, Y. Unsteady numerical simulation of steam-solid two-phase flow in the governing stage of a steam turbine / Li Y., Yan P., Han W. // Journal of Thermal Science. - 2009. - No 18. - pp. 313-320.

81. Manish, R. Elevated temperature erosive wear of metallic materials / Manish R. // Journal Of Physics D: Applied Physics. - 2006. - No 39. - pp. 101-124.

82. Martinella, R. Solid particle erosion in electric power plants / Martinella R. // Vibration and Wear in High Speed Rotating Machinery. - 1990. - pp. 339-383.

83. Maughan, J.R. Development of the dense pack steam turbine: a new design methodology for increased efficiency / Maughan J.R., Willey L.D., Hil J.M., Goel S. // Proceedings of the International Joint Power Generation Conference & Exposition. - 23-26 July 2000. - pp. 1-11.

84. Muboyadzhyan, S.A. Erosion-resistant coatings for gas turbine compressor blades / Muboyadzhyan S.A. // Russian Metallurgy (Metally). - 2009. - No 3. -pp. 183-196.

85. Murphy, S.R. Solid particle erosion of steam turbines components: Workshop / Murphy S.R. - 1989. - 370 p.

86. Neelesh, K.J. Modeling of material removal in mechanical type advanced

machining process: a state of art review / Neelesh K.J., Vijaay K.J.// International

Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2001. - No 41. - pp. 573-1635.

176

87. Nsoesie, S. Analytical modeling of solid-particle erosion of stellite alloys in combination with experimental investigation / Nsoesie S., Liu R., Chen K.Y., Yao M.X. // Wear. - 2014. - No 309. - pp. 226-232.

88. Paul, S. Analytical and experimental modeling of abrasive water jet cutting of ductile materials / Paul S., Hoogstrate A.M., Lutterwelt C.A., H Kals J.J. // Journal of Materials Processing Technology. - 1998. - No 73. - pp. 189-199.

89. Pei, Z.J. Modeling of ductil mode material removal in rotary ultrasonic machining / Pei Z.J., Perreira P.M. // International Journal of Machinery Tool Manufacture. - 1998. - No 38. - pp. 1399-1418.

90. Pepi, M. Solid particle erosion testing of helicopter rotor blade materials / Pepi M., Squillacioti R., Pfledderer L., Phelps A. // Journal of Failure Analysis and Prevention. - 2012. - No 12. - pp. 96-108.

91. Petrica, M., Badisch E., Peinsitt T. Abrasive wear mechanisms and their relation to rock properties / Petrica M., Badisch E., Peinsitt T. // Wear. - 2013. -No 308. - pp. 86-94.

92. Polezhaev, Y.V. IModel for calculating the erosion of a composite material / Polezhaev Y.V., Romanchenkov V.P., Chirkov I.V., Shebeko V.N. // Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal. - 1979. - No 37. - pp. 395-404.

93. Richardson, G.Y. Erosion testing of coatings for V-22 aircraft applications / Richardson G.Y., Lei C.S., Tabakoff W. // International Journal of Rotating Machinery. - 2003. - No 9. - pp. 35-40.

94. Rudinger, G. Flow of solid particles in gases / Rudinger G. // AGARDograph. - 1976. - No 222. - 102 p.

95. Ryzhenkov, A.V. The investigation of construction materials and protective coatings wear resistance to solid particle erosion / Ryzhenkov A.V., Kachalin G.V., Mednikov A.F., Tkhabisimov A.B. // Modern Applied Science. - 2015. -Vol. 9. - No. 4. - pp. 85-95.

96. Schofield, P. Steam turbine sustained efficiency / Schofield P. // GER-3750C. - 1996. - 18 p.

97. Sharma, M.C. Effect of metal-spraying and shot peening on abrasive wear of carbon steel / Sharma M.C, Mod S.C. // Conference Proceedings: ICSP-9. - 2005. - pp. 75-80

98. Shimizu, K. Solid particle erosion and mechanical properties of stainless steels at elevated temperature / Shimizu K., Xinba Y., Araya S. // Wear. - 2011. -No 271. - pp. 1357- 1364.

99. Patnaik, A. Solid particle erosion wear characteristics of fiber and particulate filled polymer composites: A review / Patnaik A., Satapathy A., Chand N., Barkoula N.M., Biswas S. // Wear. - 2010. - No 268. - pp. 249-263.

100. Some examples of solid particle erosion in the gas turbine & steam turbine industry // Material Processing Technology. - 2011. - 11 p.

101. Stachowiak, G.W. Particle angularity and its relationship to abrasive and erosive wear / Stachowiak G.W. // Wear. - 2000. - No 241. - pp. 214-219.

102. Styazhkin, V.A. Certain peculiarities of Zr-Cr-N coatings on steel blades of a gas-turbine engine compressor / Styazhkin V.A., Kopylov A.A., Paleeva S.Y., Veksler Y.G., Paderov A.N. // Protection of Metals. -2000. - No 36. - pp. 466-469.

103. Swaminathan, V.P. High-temperature erosion testing standard and round robin testing / Swaminathan V.P., Smith J.S., D Gandy. // The Sixth International Conference on Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants. - . August 31st - September 3rd 2010. - pp. 470-486

104. Tabakoff, W. Effect of environmental particles on a radial compressor proc. on corrosion-erosion-wear of materials at elevated temperatures / Tabakoff W. // Berkeley. - 1990. - pp. 261-268.

105. Takaffoli, M. Finite element analysis of single impacts of angular particles on ductile targets / Takaffoli M., Papini M. // Wear. -2009. -No 267. -pp. 144-151.

106. Tsuji, Y. Activities in discrete particle simulation in Japan / Tsuji Y. // Powder Technology. - 2000. - No 113. - pp. 278-286.

107. Turbine component characteristics and failure mechanisms - Steam Turbine Blading // International Assosiation of Engineering Insurers 38th Annual Conference. - 2005. - 46 p.

108. Urbanovich, L.I. Erosion of steels and alloys in their collision with a flux of abrasive particles / Urbanovich L.I., Kramchenkov E.M. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 1999. - No 72. - pp. 496 - 502.

109. Urbanovich, L.I. Effect of the parameters of impact action and mechanical and thermal properties of materials on the intensity of their gas- abrasive erosion / Urbanovich L.I., Kramchenkov E.M., Chunosov Y.N. // Materials Science. - 1995.

- No 31. - pp. 263-267.

110. Uuemyis, Kh. Abrasive erosion of sintered tungsten base hard alloys / Uuemyis Kh., Kleis I., Tumanov V., Tiidemann T. // Poroshkovaya Metallurgia. -1974. - No 135. - pp. 98-101.

111. Wang, G. Current state and development of the research on solid particle erosion and repair of turbomachine blades / Wang G., Jia X., Li J., Li F., Liu Z., and Gong B. // 20th CIRP International conference on life cycle engineering. -2013. - pp. 633-638.

112. Wang, Z.Y. Dynamic analysis of the ultrasonic machining process / Wang Z.Y., Rajurkar K.P. // Journal of Manufacturing Science and Engineering. - 1996.

- No 118. - pp. 376-381.

113. Wellman, R.G. Chromite vs. magnetite as an erodent for coatings to be applied in steam turbines / Wellman R.G., Graca S. // Wear. - 2012. - No 296. -pp. 479-483.

114. Wood, R.J.K. Design and performance of a high velocity air-sand jet impingement erosion facility / Wood R.J.K., Wheeler D.W. // Wear. - 1998. -No 220. - pp. 95-112.

115. Yabuki, A. Theoretical equation of the critical impact velocity in solid particles impact erosion / Yabuki A., Matsumura M. // Wear. - 1999. - No 233235. - pp. 476-483.

116. Zhang, Y. Subsea Systems, GE oil & gas, Sand erosion experiments and model development for UNS N06625 cladding and UNS S32750 / Zhang Y., Gharaibah E., Friedemann J.D. // Presentation at the Offshore Technology Conference. - 30 April - 3 May 2012.