Неофициальный отзыв 9 (Повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин)

ОТЗЫВ на автореферат диссертации Тхабнсимова Алексея Борисовича па тему «Повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин», представленный на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.12 «Турбомашины и комбинированные турбоустановки» (Москва, 2016 г.) Наличие абразивного износа лопаток диафрагм первых ступеней ЦВД и ЦСД и других элементов конструкций проточных частей мощных паровых турбин ТЭС частицами магнетита Гез04 в условиях эксплуатации свидетельствует об актуальности работы.

Получение зависимостей удельной потери массы мишений из сталей 20Х13 и 15Х11МФ, характеризующих при рабочих параметрах их абразивную стойкость; получение статистических характеристик отраженных частиц эродента, результаты анализа которых косвенно доказывают, что в динамике процесса абразивного износа лопаточной стали имеется определенный промежуток времени, который можно рассматривать как инкубационно-переходный период к установившемуся периоду с постоянной скоростью износа; зависимости удельной потери массы мишеней из сталей 20Х13 и !5Х11МФ с защитным ионно-гшазменным покрытием на основе Сг-СгС при параметрах максимального экспозиционного абразивного износа отвечают требованиям научной новизны.

Практический интерес представляют результаты исследования, в ходе которых установлено, что стойкость к абразивному износу образцов, изготовленных из стали 20Х13. на 30% превышает стойкость к абразивному износу образцов, изготовленных из сгази 15Х11МФ, при рабочих температурах эксплуатации первых ступеней ЦВД и ЦСД турбин. Диссертантом предложен также алгоритм оценки эффективности применения пассивных способов повышения абразивной стойкости лопаточных сталей и разработан состав ионноплазмспного покрытия в сочетании с активными способами защиты, который может быгь использован для повышения абразивной стойкости лопаточных аппаратов первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин и продления срока их эксплуатации.

Автореферат (А) и диссертация (Д) изложены доступным языком. Замечания по содерзканию и качеству оформления А и Б приведены ниже: замечаения по со е эжацию: па стр, ЗА в абзаце 2 отмечается: « ... разрушение лопаточных аппаратов первых ступеней происходит, как правило, черкез 1-3 года эксплуатации, что приводит к снижению КПД ступени на 8-12%». Заявление избыточное: на многих ТЭС и не подозревают о таких проблемах (см., например, опыт эксплуатации энергоблоков 800 МВт Пермской ГРЭС); на стр.

ЗА в абзаце 4 отмечается: «В настоящее время известны различныс 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, ...». Заявление избыточное: в паропроводах мощных энергоблоков ТЭС РФ сепарационные устройства не установлены; на стр. 4А указана цель работы: «Повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин на основе формирования на функциональных поверхностях ионно-плазменных покрытий, увеличивающих срок его эксплуатации», В полной мере цель работы не достигнута (?): в работе не указана величина продления срока службы лопаточного аппарата конкретной эксплуатируемой турбины путем нанесения ионно-плазменных покрытий на лопатки; на стр. 4А поименованы стоящие перед диссертантом задачи.

Задача 2 касается разработки и создания экспериментального стенда. Стенд разработан (ранее?). Роль диссертанта в решении этой задачи ни в автореферате, ни в диссертации не указана; на стр. 11Д отмечено: «Необходимость ремонта лопаток первых ступеней 1(ВД и ЦСД возникает через 25 тыс. ч, КПД первых ступеней ЦСД снижается на 8-12% за 40-45 тыс, чж Г!олучается, что лопатки уже пора менять на новые (после 25 тыс. ч эксплуатации), а эксплуатация турбины продол>кается (до 40-45 тыс. ч), В чем же здесь дело?; на стр. 14А отмечено: «Результаты, представленные на рисунке 5б, показывают., что в интервале углов атаки а = Оо —:30' имеет место рост абразивного износа». Эти слова подтверждают вывод из известной монографии Крагельского И.В.

об износе материалов: наибольший износ поверхности подло>кки происходит при 30" наклона рабочего потока, когда формируется наиболее опасное сочетание нормальных и касательных напряжений в материале при ударе частицы капли влаги; на стр. 46Д (в разделе 1,6) не указаны меры, исключающие появление абразивных истиц. В частности, не указаны такие меры, как использование новых (дорогостоящих) марок сталей, совершенствование ВХР, применение двухбайпасной тепловой схемы. Так, например, на Пермской ГРЭС проблема с абразивным износом элементов конструкций ЦСД турбины К-300 твердыми частицами отсутствует; на стр. 47Д и стр. 94Д (Глава 3) диссертант ошибочно принимает на веру результаты !17) лабораторной отработки модели сепаратора в виде тройника с тупиковым отростком- накопителем, установленным, например, за вертикально опущенным участком подводящего паропровода перед ЦВД и перед ЦСД (рис.

1.29). В Главе 3 приводятся результаты расчетов и компьютерного моделирования, которыми установлен характер движения твердых частиц (со ссылкой на !171, авторы которой проводили испытания модели сепаратора для улавливания основной массы твердых частиц в паропроводах горячего промпсрегрева (Г1РП) на опилках!!! Главным недостатком опыта на опилках по отношению к динамическим процессам в паропроводе ГПП является несоблюдение базового критерия моделирования двухфазных потоков — критерия аэродинамических сил !Кириллов И.И, 51блоник Р.М.

Основы теории влажнопаровых турбин. — М.: Изд. Машиностроение. 196!!. - 64 с.!. Метод меченых частиц для расчетов процессов в паропроводе ГПП принципиально нс может быть использован для оценки реальных процессов: ЦКТИ не располагает экспериментальными установками, отвечающими требованиям моделирования реальных двухфазных процессов в паропроводе ГПП энергоблока. Единственно надежный способ определения эффективности сепаратора любого типа, в т.ч. и сепаратора с соплом Вентури — опытно-промышленная их эксплуатация ца различных режимах в реальных условиях (дапный вопрос с 20!1 г. находится в стадии обсуждения разработчиками сепаратора другой конструкции (ЦК'1 И ~ ООО «Энергосервис») с 000 «ИНТЕР РАΠ— Управление электрогенерацией»); на стр. 57Д в последнем предложении последнего абзаца отмечено: «Основным пассивным способом борьбы с абразивным износом является упрочпение функциональной поверхности при формировании защитных покрытий (эти меры широко используются зарубежными и отечественными турбостроительными фирмами».

Следует отметить, что новые методы функционального упрочнения поверхностей деталей энергооборудования сшс не нашли должного распространения в электроэнергетике, заводами энергомашиностроспия при серийном производстве оборудования эти методы (газотермическое напыление покрытий, лазерная и плазменная наплавка, вакуумное осаждение, ионцо-плазменная обработка и др.) не используются. На сегодня отдельные ремонтные предприятия страны делают попытки в этом направлении !см,, например, Неуймин В.М., Игнатова С,А. Применение технологий газотермического напыления покры гий и цаплавки в электроэнергетике».

- Надежность и безопасность энергетики. 2016 № 1 (32)); на стр. 59Д в абзаце ! отмечаются недостатки метода плазменного газотермичсско~ о нанесения покрытия (ГТН покрытия) (ограничения по зонам лопатки, пакета лопаток, куда может проникнуть плазменная струя). Р1редставляется, что данный вывод — ошибо шый; перед ГТН покрытий не нужно собирать лопатки в пакет (ясно, что через маленькое горло смежных лопаток в ряде случаев трудно манипулировать технологическим устройством; на стр.

60Д в абзаце 2 отмечается не характерный для лопаток метод противостояния абразивному износу. 1-1а практике чаще используется высокохромистый чугун (сормайт), наносимый электродами Т-590. При этом, материал электрода перемешивается с основой: на стр. 62Д в абзаце 2 снизу отмечено: «Опыт промышленной эксплуатации....,ж Следует заметить, что широкого опыта применения покрытий ионно-плазменным методом магнетронного распыления материалов в стационарном энергомашиностроении и в электроэнергетике практически нет (или, по крайней мере, на конкретный ьзстпый опыт диссертанту необходимо было сослаться). Автор ссылается на опыт нанесения таких покрытий УГТ-'!'У [4,221: влияние покрытия Т1-Т!Х на абразивную стойкость титанового сплава ВТ-6 (для лопаток компрессоров ГТД).