«Создание производства восстановления рабочих лопаток газотурбинных двигателей методом лазерной наплавки»


Заказчик НИОКТР: ЗАО Плакарт

Договор с Минобрнауки России от «27» апреля 2016 г. № 02.G25.31.0215


Руководитель проекта: Туричин Глеб Андреевич


Главная цель проекта заключается в создании на базе ЗАО «Плакарт» высокотехнологичного производства по восстановлению турбинных лопаток из высоколегированных жаропрочных сплавов с использованием технологии высокопроизводительной лазерной наплавки.

Для достижения поставленной цели в рамках проекта решаются следующие задачи:

  •      Проводятся теоретические и экспериментальные исследования получения однослойных и многослойных покрытий из порошков жаропрочных сплавов методом лазерной наплавки.

  •      Разрабатывается технология получения покрытий для ремонта деталей из жаропрочных сплавов с использованием мощных волоконных лазеров.

  •      Разрабатывается и изготавливается лазерный технологический комплекс на базе волоконного 700 Вт лазера для ремонта, восстановления деталей из жаропрочных сплавов на металлической основе.

К выполнению работ привлекаются организации-соисполнители (участники консорциума):

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (НИТУ «МИСиС»).

ООО «Темпо»

Конечный потребитель: АО «ОДК-Пермские моторы»


Основные планируемые результаты проекта

- Технология восстановления торцов и гребешков бандажных полок рабочих лопаток турбины газотурбинной установки методом лазерной наплавки

- Комплекс технологический лазерный наплавочный


Основные характеристики технологии:

Производительность 0,1 - 0,7 кг /час

Толщину наплавляемого за один проход слоя 200 – 800 мкм

Толщину слоя перемешивания не более 10 %

Коэффициент использования материалов не менее 50 %,

Коэффициент выхода годных лопаток по наплавке с первого предъявления не менее 90 %


Основные характеристики установки:

- Мощность лазерного излучения до 700 Вт

- Повторяемость позиционирования рабочего инструмента не хуже 0,03 мм

- Размер рабочей зоны технологической установки не менее (мм) – 500х500х500;

- Быстросменная кассетная оснастка


Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции

Рабочие лопатки турбины газотурбинных установок имеют установленный разработчиком ресурс. Обычно это 25 тыс. часов. После выработки ресурса рабочие лопатки подлежат ремонту. В общем случае ремонт заключается в выполнении следующих операций: демонтаж лопаток, чистка, дефектация, восстановление микроструктуры основного материала, восстановление геометрии и формы, восстановление покрытий, контроль качества. В настоящее время на предприятиях газотурбостроения применяются технологии восстановления геометрии и формы рабочих лопаток на базе аргоно-дугового, плазменного методов с коэффициентом выхода годного 15...25% и коэффициентом использования материала — 10...20%. Разрабатываемая технология восстановления рабочих лопаток турбины газотурбинной установки методом лазерной наплавки обеспечит коэффициентом выхода годного 80...90% и КИМ – 50-60%.


Созданием высокотехнологичного производства на базе технологий лазерной наплавки лопаток ГТД решаются следующие научно-технические и технологические задачи:

•      Тиражирование разработанного технологического процесса лазерного восстановления лопаток ГТД на предприятиях ОАО «ОДК»;

•      Комплект конструкторской документации на комплекс технологический лазерный наплавочный, на базе которого можно организовать серийное изготовления оборудования;

•      Повышение межремонтного ресурса лопаток ГТД;


Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта

Внедрение в производственный цикл разрабатываемых технологий и оборудования лазерной наплавки позволит повысить конкурентоспособность выпускаемых авиационных двигателей по сравнению с мировыми аналогами за счет снижения себестоимости выпускаемой продукции и повышения эксплуатационных характеристик, в частности, повышения топливной эффективности авиадвигателей, а также повышения тяговых характеристик. Разрабатываемые технологии и оборудование лазерной наплавки также обеспечат повышение производительности процесса ремонта.


Ход работ

Текущие результаты проекта

Разработан эскизный проект технологического комплекса

Разработка и изготовление макета комплекса для исследовательских испытаний технологического процесса лазерной наплавки;

Разработан предварительный проекта технологии лазерной наплавки;

Проведены патентные исследования

Разработана и изготовлена спец оснастки для лабораторной наплавки образцов для

исследований;

Разработаны технические требования к наплавочному материалу и изготовлены опытные партии порошков жаропрочных сплавов на основе никеля;



Публикации по проекту:


ЛАЗЕРНАЯ ПОРОШКОВАЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ НАПЛАВКА ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Р.С. Корсмик, Г.А. Туричин, О.Г. Климова-Корсмик, Е.В. Земляков, К.Д. Бабкин


Перспективы использования технологии лазерной наплавки для восстановления лопаток компрессоров газотурбинных двигателей Е.В. Земляков, к. т.н., e.zemlyakov@ltc.ru, К.Д. Бабкин, Р.С. Корсмик, М.О. Скляр, М.В. Кузнецов

Возврат к списку