Отзыв ведущей организации (Повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин)

:-О.га«дн«ы«»й й й ««г 2«д ««н~е «Ф ~$) ф~ ! ЦИИИтйМШ Государственный научный центр Российской Федерации Акционерное общество «Научно-производственное обьеднненпе Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроении» УТВЕРЖДАЮ: Генеральный директор АО «НПО «ЦНИИТМАШ», Д.Т.Н. (АО «НПО «ЦНИИТМАШ») 115088, Москва, Шарикоподшипниковскап, 4 Телефон: (495)675-83-02, Факс: (495)674-21-96 Ьир:дтгнн.спйещавь.гп Е-щай: спйпнахЩспйппавй.гп ИНН 7723564851 КПП 772301001 ихайлов 201б г. (Отзыв ведущей оргапидацнн) ОТЗЫВ Диссертационная работа Тхабисимова А.Б. посвящена разработке совокупности методов, направленных на повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин, и содержит 179 страниц, включая 110 рисунков и 1б таблиц.

Список использованных источников содержит 11б наименований. ведущей организации — Акционерного Общества "Научно-производственное объединение «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения» (АО «НПО «ЦНИИТМАШ») на диссертацию Тхабисимова Александра Борисовича «Повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.12.

- «Турбомашины и комбинированные турбоустановки». Актуальность работы показана во введении. Одной из основных причин снижения КПД мощных паротурбинных установок является абразивный износ лопаточных аппаратов первых ступеней, вследствие взаимодействия двухфазного потока, содержащего твердые частицы окалины. Учитывая, что в последние годы большинство энергоблоков переводят на нейтрально-кислородный водный режим, вследствие которого на внутренних поверхностях труб пароперегревателей и паропроводов интенсифицируется процесс окалинообразования, данная проблема является актуальной. В первой главе приводится анализ современного состояния проблемы абразивного износа элементов проточных частей цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин. Рассмотрены основные методы и подходы к изучению абразивного износа, а также установлены основные факторы, влияющие на его интенсивность.

Проведенный Тхабисимовым А.Б. анализ существующих способов снижения абразивного износа элементов конструкций первых ступеней ЦВД и ЦСД показал, что необходим комплексный подход, включающий в себя совместное применение активных и пассивных направлений защиты.

Сформулированы цели и задачи диссертационной работы. Во второй главе приведено описание созданного соискателем экспериментального стенда, предназначенного для исследования процесса абразивного износа лопаточных материалов в условиях максимально приближенных к условиям реальной эксплуатации, прежде всего, в условиях полидисперсного и полискоростного газоабразивного потока, приводятся его основные характеристики. Стенд относится к установкам струйно-абразивного типа. Несомненным достоинством установки является обеспечение возможности проведения абразивных испытаний при повышенных температурах, в частности 550 'С, отвечающих реальным температурам острого пара.

Тхабисимовым А.Б. разработаны алгоритм и методика проведения экспериментальных исследований процесса абразивного износа. Проведенный расчет погрешности вполне корректен. Отмечено, что при проведении исследований задействован большой комплекс научно-технического оборудования. В третьей главе описана методика проведения исследований динамики развития процесса абразивного износа и основные результаты.

Тхабисимовым А.Б. аргументированно обоснован выбор направления исследований, в частности применение статистических методов анализа. Исследовались следующие статистические характеристики абразива: - Математическое ожидание М размера частиц 1средний размер); - Среднеквадратичное отклонение б размера частиц от среднего; Коэффициент асимметричности Я 1отклонение распределения от симметричного); - Эксцесс Е 1отклонение распределения размера частиц от нормального распределения Гаусса). Анализ изменения производных рассмотренных величин по времени позволил установить, что в динамике процесса абразивного износа имеется вполне определенный интервал времени, который можно рассматривать как инкубационно-переходный к установившемуся в условиях одновременного воздействия ансамбля полидисперсных частиц, переносимых несущим газовым потоком. Данный результат, несомненно, следует отнести к научной новизне работы. Четвертая глава посвящена результатам экспериментальных исследований влияния различных факторов на интенсивность процесса абразивного износа лопаточных материалов.

Исследованы зависимости удельной, отнесенной к единице пощади, потерянной массы Лт/ЛЯ вследствие абразивной эрозии от ряда параметров: температуры, расхода потока, угла атаки, Получены зависимости величины Лт/АУ от времени экспонирования общей длительностью бО минут. Эти зависимости получены для двух типичных сталей 2ОХ13 и 15Х11МФ, применяемых для лопаточных аппаратов паровых турбомашин. Установлено, что одни параметры, такие, например, как температура влияют на эрозию значительно, другие, например, угол атаки б газоабразивного потока при изменении от 15 до 90с приводят к изменению износа при экспозициях близких к 1 часу примерно на 30%. Установлено, что сталь 20Х13 имеет меньший износ, чем сталь 15Х11МФ.

В питой главе описано оборудование для формирования защитных ионноплазменных покрытий. Предложены несколько вариантов защитных покрытий. Проведено исследование абразивной стойкости сталей 20Х13 и 15Х11МФ с защитным ионно-плазменным покрытием Сг-СгС при воздействии газоабразивного потока в условиях высокой температуры. Проведено сравнение абразивного износа при использовании покрытия и без него. В результате исследований установлено, что применение данного типа покрытия позволят увеличить длительность инкубационно-переходного периода в 3 раза.

Проведенный расчет экономичности установил, что экономия от применения подобного рода покрытия на одной паротурбиннай установке, мощностью 250 МВт за 5 лет составит около 2,5 млн. руб. Научная новизна исследований состоит в том, в результате взаимодействия полидисперсного и полискоростного газоабразивного потока с поверхностью мишени: автором впервые получены зависимости интенсивности абразивного износа образцов из лопаточных сталей 20Х13 и 15Х11МФ при параметрах, максимально соответствующих рабочим условиям эксплуатации первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин, в частности при температуре 550 "С; - автором впервые получены статистические характеристики абразивных частиц и частиц экспериментального образца„.

- автором впервые получены зависимости удельной потери массы образцов из сталей 20Х13 и 15Х11МФ, с защитным ионно-плазменным покрытием на основе Сг-СгС. Практическая ценность заключается в следующем: - Выявлено, что лопаточная сталь 20Х13 на 30'Уо превышает стойкость к абразивному износу. стали 15Х11МФ при параметрах, соответствующих рабочим температурам эксплуатации первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин.

Автором предложен алгоритм оценки эффективности применения пассивных способов повышения абразивной стойкости лопаточных сталей. - Предложенный состав защитного ионно-плазменного покрытия на основе Сг-СгС может быть использован для повышения стойкости лопаточных аппаратов первых ступеней ЦВД и ЦСД мощных паровых турбин к абразивному износу. Достоверность и обоснованность полученных результатов определяется использованием апробированных методик планирования и проведения исследований, методик анализа экспериментальных результатов, применением средств измерений необходимой точности; удовлетворительной сходимостью результатов при многократных повторениях. Основные положения работы, результаты экспериментальных исследований прошли достаточную апробацию, докладывались и обсуждались на: 19, 21, 22 Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва 2013, 2015, 2016 гг.); 7-ой Международной школе-семинаре молодых ученых и специалистов (Москва 2014 г.); научном семинаре НЦ «Износостойкость» ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ»; заседании кафедры паровых и газовых турбин ФГБОУ ВО НИУ «МЗИ».

Замечании по диссертации. По работе имеются следующие замечания и вопросы; 1) Почему в качестве несущей среды был выбран воздух, а не перегретый пар. 2) Из работы неясно, можно ли спрогнозировать длительность инкубационно- переходного периода абразивного износа для лопаточных аппаратов первых ступеней ЦВД и ЦСД паровых турбин? 3) Во сколько раз предлагаемый состав покрытия будет продлевать длительность инкубационно-переходного периода в реальных условиях эксплуатации? Вышеперечисленные замечания не снижают положительной оценки рассмотренной диссертационной работы. Заключение Диссертация выполнена на хорошем научно-техническом уровне, представляет собой завершенную научно-исследовательскую работу.

Поставленные задачи раскрыты достаточно полно и последовательно. Результаты, выводы и рекомендации достаточно обоснованы, обладают научной новизной и применимы для повышения эффективности работы паротурбинных установок современных электростанций. Автореферат полностью соответствует содержанию работы. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук Тхабисимова Александра Борисовича на тему «Повышение абразивной стойкости лопаточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин» по специальности 05.04.12. - Турбомашины и комбинированные турбоустановки (технические науки), представляет собой научно-квалификационную работу, соответствующую критериям, установленным Положением о порядке присуждения ученых степеней, утвержденному постановлением Правительства Российской Федерации № 842 от 24.09.2014г.

Диссертационная работа и отзыв на диссертационную работу рассмотрен и одобрен на заседании НТС Института технологии поверхности и наноматериапов (ИТПН) АО «НПО «ЦНИИТМАШ», участники заседания проголосовали единогласно. Протокол № 3 от 10 мая 2016 года. В.В. Береговский Председатель НГС, заместитель генерального директора— Директор ИТПН, к.т.н. Ученый секретарь НТС, с.н.с., к.т.н., -.'~ 1, ~ И.Ф. Арутюнова Подписи к.т.н. В.В. Береговского и к,т.н.

И.Ф. Арупоновой удостоверяю Ученый секретарь АО «НПО «ЦНИИТМАШ»,,-.'. "~; М. А. Бараненко Акционерное Общество "Научно-производственное объединение «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения» 1АО <~НПО «ЦНИИТМАШ»). Местонахождение и почтовый адрес: 115088, Москва, ул, Шарикоподшипниковская, д.4. Тел,(495)6758302 Ьп':Рь жч.спйочаа1ьга Е-та11; спйппазй®св11ппай.ги .