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

Акционерное общество ФЩВФЙ31 65%нВ66606065 $ ЩВВЕВВ$Щ563~В6$1йпп5 66ВМЭЯ 3669ВМЧВйй 916111Щ366ИМИ1~ 1АО аВНИИАМ" 1 1951 71 „Моства, ул. Космонавта 8олн>ва, 6Л Телефон (495> 748-86-54 Факс: (495) 748-79-88 Енла(1: стартовал.лт ИНН 7743654609 КПП 774301 001 Отзыв официального оппонента Кукушкина Александра Николаевича на диссертацию Тхабисимова Александра Борисовича «Повышение абразивной стойкости лопата чного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 65.04.12.

- «Турбомашины и комбинированные турбоуст оковки». 1. Актуальность избранной темы диссертационной работы Одной из основных причин повреждаемости и аварийных остановов энергетического оборудования является абразивный износ функциональных обусловленный высокоскоростным взаимодействием поверхностей, находящихся в потоке пара и обладающих высокой твердостью частиц, Износу подвержены диски, уплотнительные поверхности, обода, сопловые и рабочие лопатки.

Разработанные способы борьбы с абразивной эрозией в полной мере проблему не решают, что обуславливает высокую актуальность проблемы этого вида износа. В связи с этим, тема диссертационной работы Тхабисимова А.Б. является актуальной. 2. Содержание работы Представленная к защите работа и изложена на 179 страницах, содержит 110 рисунка, 1б таблиц и состоит из введения, пяти глав, выводов по работе и списка литературы, включающего 116 наименований. Во введении автором дана общая характеристика проблемы, обоснована ее актуальность, сформулированы цели и задачи исследований.

В первой главе проведен анализ проблемы повреждения элементов конструкций первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления паротурбинных установок. Рассмотрены имеющиеся исследования по тематике работы и выполнена их систематизация. Автором установлено, что, несмотря на большое число экспериментальных и теоретических работ в настоящее время нет полного понимания динамики процесса абразивного износа. Во второй главе приведена разработанная автором оригинальная методика проведения экспериментальных исследований процесса абразивного износа лопаточных сталей.

Воздействие газоабразивного потока моделировалось на созданной экспериментальной установке. Газоабразивный поток взаимодействовал с поверхностью экспериментальной мишени. Конструкция стенда предусматривает в своем составе регуляторы расхода, нагреватели воздуха и мишени. Угол атаки контролировался с помощью специального держателя. Также во второй главе проведена оценка погрешностей измерений и приведено описание используемого аналитического оборудования.

Третья глава посвящена изучению процесса абразивного износа, в частности определению наличия или отсутствия каких-либо периодов в его динамике. Автором был проведен анализ поведения по времени статистических характеристик распределения размеров частиц эродента после их взаимодействия с мишенью: оценок математического ожидания М (среднего значения), среднеквадратического отклонения о, коэффициента асимметричности Яс и эксцесса Ех. В проведенных экспериментах в качестве твердого эродента использовались частицы электрокорунда (Або), размерами 250 —:300 мкм.

В качестве мишени выступали образцы из лопаточной стали 20Х13. Отраженные частицы твердого эродеита и «выбитые» частицы мишени собирались в течение одной минуты после каждого эксперимента с помощью специальной металлической пластины с закрепленной на ней двухсторонней токопроводящей клейкой лентой. Время экспонирования экспериментальных мишеней варьировалось и составляло от 1 до 35 минут. В результате взаимодействия с поверхностью мишени статистические характеристики отраженного эродента изменялись. Автором представлены поведения производных по времени оценок математического ожидания, среднеквадратического отклонения, коэффициента асимметрии и эксцесса, демонстрирующие близкие к нулевым значения этих производных после 13 минуты, что свидетельствует о том, что изменения этих статистических характеристик практически заканчиваются после 13 минуты испытаний.

Таким образом Тхабисимов А.Б. делает вывод,что исходный эродент после взаимодействия с мишенью не сразу приобретает неизменные со временем статистические характеристики — имеется определенный промежуток времени, который можно рассматривать как переходный период процесса абразивного износа к установившемуся с постоянной скоростью износа. В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований абразивного износа, проведенных для двух лопаточных сталей 2ОХ13 и 15Х11МФ. Автором исследовано влияние расхода газоабразивного потока, угла атаки и температуры поверхности мишени.

Установлено, что влияние расхода газоабразивного потока на интенсивность износа лопаточных сталей 2ОХ13 и 15Х11МФ начинает заметно проявляться при длительных временах экспонирования, когда поверхность экспериментальных образцов довольно сильно изношена. Результаты исследований влияния угла атаки газоабразивного потока показали существенную роль касательной составляющей в процессе абразивного износа особенно при малых значениях углов атаки а. Проведенные исследования выявили, что повышение температуры экспериментального образцас 25 'С до 550 'С в 3 раза интенсифицирует процесс износа, а стойкость к абразивному износу стали 2ОХ13 на 30'.4 выше, чем у стали 15Х11МФ.

В пятой главе представлены результаты исследований влияния защитного ионно-плазменного покрытия Сг — СгС на характеристики абразивного износа сталей 20Х13 и 15Х11МФ при угле атаки 30' и температуре поверхности мишени 550'С. Формирование ионно-плазменного покрытия Сг — СгС было осуществлено в вакуумной установке "Гефест". При указанном угле атаки и температуре поверхности мишени 550 'С покрытие Сг — СгС не менее чем в 3 раза продлевает время до наступления разрушения поверхности и появления четкого абразивного следа. Выявлено, что разрушение покрытия носит локальный характер — на поверхности образуются островки с покрытием, между которыми происходит интенсивный износ основного материала. Автор приводит расчет себестоимости технологического цикла формирования покрытия на ступени паровой турбины, а также зкономический эффект от применения покрытия. 3.

Научная новизна и практическая ценность радоновы Научная новизна рассматриваемой работы, на мой взгляд, заключается в следующем: Применяя современное экспериментальное оборудование, приборы, а также статистический метод анализа автором впервые выявлены отдельные периоды, характеризующие динамику развития процесса абразивного износа, в частности икубационно-переходный и период с установившейся скоростью износа. Автором предложен универсальный алгоритм оценки эффективности примененияразличных видовупрочнений и покрытий. Тхабисимов А.Б. впервые исследовал поведение двух видов лопаточных сталей при максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации параметрам.

Технические решения, изложенные в диссертации, а именно применение ионно-плазменных технологий формирования покрытий позволяют повысить эффективность работы первых ступеней цилиндров высокого и среднего давлений паровых турбин и снизить затраты на их ремонт, Результаты диссертационной работы могут быть использованы при эксплуатации паротурбинных установок большой мощности. 4. Степень обоснованности и достоверность положений, выводов и рекомендаций Тхабисимовым А.Б. выполнен подробный анализ проблем повреждения элементов проточных частей паровых турбин вследствие абразивного износа и факторов, влияющих на его интенсивность. Это, в свою очередь, позволило определить основные подходы к повышению надежности этих элементов.

При осуществлении лабораторных экспериментов автор применял апробированные методики и современные средства и методы измерения. Поэтому основные положения, выводы и рекомендации, изложенные в работе, в достаточной мере достоверны и обоснованы. 5. Апробация работы Результаты работы по тематике диссертации изложены в 9 публикациях. Из них 3 статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК. Доклады и тезисы докладов по теме диссертации представлялись на всероссийских и международных конференциях. Апробация основных результатов работы„по моему мнению, является достаточной. б. Замечания По представленной к защите работе имеются следующие вопросы и замечания: 1) Как будут вести себя статистические характеристики отраженных частиц эродента при угле атаки потока, отличном от 90 градусов? 2) Недостаточно обсужден выбор расходов несущей среды и твердых частиц.

3) Из представленных результатов неясно почему при увеличении температуры поверхности мишени с 350 до 550 градусов износ возрастает слабо. Приведенные замечания не снижают положительной оценки диссертационной работы и значимости полученных результатов. 7, Заключение о соответствии диссертации критериям, установленным постановлением правительства РФ о нрисуждении учених стенеией.

Диссертация Тхабнсимова Александра Борисовича, по моему мнению, отвечает критериям, установленным постановлением Правительства РФ о присуждении ученых степеней ~пункты 9, 10, 11 Постановления) № 842 от 24 сентября 2014 г.). Представленная диссертация является научно- квалификационной работой, в которой изложены новые научно обоснованные решения и разработки в области генерации тепловой и электрической энергии.

Работа Тхабисимова А. Б. обладает внутренним единством, содержит новые научные результаты и положения, выдвигаемые для публичной защиты, и свидетельствуют о личном вкладе автора диссертации в науку. В ней приведены сведения о практическом использовании полученных автором научных результатов. Основные научные результаты диссертации достаточно полно опубликованы в рецензируемых изданиях. Автореферат диссертации в достаточной мере отражает основное содержание представленной работы, Считаю, что диссертационная работа Тхабисимона Александра Борисовича «Повышение абразивной стойкости ло паточного аппарата первых ступеней цилиндров высокого и среднего давления мощных паровых турбин» соответствует критериям, установленным Положением о порядке присуждения ученых степеней, утвержденным постановлением Правительства РФ о присуждении ученых степеней от 24 сентября 2014 г.

№ 842, а ее автор заслуживает присуждения ученой степени кандидата Официальный оппонент, доктор технических наук, главный конструктор проекта АО «ВНИИАМ» Кукушкин А.Н. Подпись руки главного конструктора проекта АО «ВНИИАМ» Кукушкина Александра Николаевича заверяю: ист службы управлениуя1ефефЯ~йой., Ведущий специал АО «ВНИИАМ» «ЛР» ~ ь х- 2016 г технических наук по специальности 05.04.12. - Турбомашины и комбинированные турбоустановки (технические науки), .