Долговечность современных газотурбинных двигателей в значительной степени зависит от надёжности работы лопаток турбины, поскольку они являются наиболее нагруженными деталями. Лопатки изготавливаются из жаропрочного никелевого сплава. Под воздействием динамических нагрузок и работе в агрессивной среде на поверхности лопаток образуются микротрещины, содержащие оксидные плёнки разных металлов. Для ремонта отработанных лопаток необходимо очистить микротрещины и труднодоступные участки поверхности сопловых лопаток от оксидов металлов.

В Пермском Политехе провели анализ всех имеющихся способов очистки деталей от трудноудаляемых компонентов — оксидов алюминия, титана и хрома, и нашли более эффективные способы очистки, которые будут полезны для разрабатываемой технологии ремонта лопаток газотурбинных двигателей.

Были проведены исследования и проанализированы существующие на сегодняшний день методы, позволяющие удалить оксиды металлов из микротрещин. Оксидная плёнка удалялась химической очисткой растворами различных составов при различных условиях, ультразвуковой очисткой в ваннах, в автоклаве и последовательной очисткой фтористым водородом и водородом при высоких температурах в реакторе. В среднем температура очистки варьируется в интервале от 120 до 1000 градусов Цельсия. Продолжительность очистки составляет 1–1,5 часа.

«Анализ показал, что для очистки лопаток газотурбинных двигателей от оксидной плёнки лучше всего себя показал метод с применением фторида водорода и водорода при повышенных температурах. Данный метод позволяет произвести очистку благодаря химической активности фтористого водорода, который вступает в реакцию с компонентами сплава, тем самым, образуя растворимые фториды металлов», — поделилась магистранта кафедры «Химические технологии» Дарья Логинова.

Исследования, выполненные специалистами Пермского Политеха, позволит сократить длительность работ по ремонту отработанных лопаток газотурбинных двигателей, а сам метод очистки увеличит срок службы очищенных лопаток турбин, снизит количество брака при их ремонте и расширит технологические возможности на производстве, пояснили в университете.

Сейчас в России нет подходящего и реализуемого метода по очистке поверхности и микротрещин лопаток газотурбинного двигателя, поэтому этот вопрос достаточно актуален для машиностроительных компаний. В исследовании политехников заинтересовано моторостроительное предприятие «ОДК-Пермские Моторы», пояснил представитель Политеха.