Турбинные лопатки

Шлифование деталей авиационных турбин, газовых турбин и водяных турбин наждачной бумагой VSM

Производство

  • Наши абразивы на основе керамического зерна обеспечивают большой съем материала за короткое время на любом этапе: от удаления литников до снятия заусенцев
  • Доказавший свои свойства состав абразива на основе карбида кремния особенно подходит для шлифования титановой поверхности
  • Компания VSM предлагает широкий ассортимент абразивных лент и дисков, от крупнозернистых до мелкозернистых для любых типов турбин: авиационных, газовых или водяных

Ремонт

  • При шлифовании турбин структурные изменения или микротрещины, возникающие под воздействием тепла, представляют собой риск, который может привести к неработоспособности машины
  • Благодаря точной геометрической форме абразивного зерна VSM ACTIROX уменьшается время контакта, увеличивается скорость резания и автоматически выделяется меньше тепла
  • Со временем при использовании абразива VSM CERAMICS в сочетании со слоем TOP SIZE также гарантируется максимальный съем материала с уменьшенным воздействия тепла

Обработка лопастей турбин: задача высокой точности

Двигатель Airbus A-380 — это настоящее произведение искусства, рассчитанное на высокую производительность. 20000 отдельных деталей, вес в 6,5 тонн, и при максимальной тяге температура в камерах сгорания возрастает до более чем 2000 градусов. Они должны быть способны выдерживать такую нагрузку. Чтобы выдерживать столь экстремальные температуры, некоторые из которых даже могут вызвать отжиг, сильное натяжение и вибрации, лопасти турбины изготовлены из высокопрочных и долговечных материалов: титановых сплавов, сплавов на основе никеля и вольфрам-молибденовых сплавов. Эта задача должна быть выполнена безупречно и максимально точно с целью обеспечить высочайшее качество поверхности и идеально точные размеры. Поэтому отрасль шлифования компонентов двигателей является одним из сегментов рынка с самыми жесткими требованиями к качеству продукции.

Воздушные, газовые и водяные турбины

Титановые лопасти турбин используются преимущественно в авиационной промышленности и, в частности, в авиационных двигателях. Еще одним важным видом продукции являются обычно изготавливаемые из инконеля промышленные газовые турбины, которые используются для производства электроэнергии и в качестве станков с механическим приводом. Самые маленькие из представленных на рынке турбин из нержавеющей стали — это водяные турбины, которые используются, например, в местах отдыха (бассейнах) или для небольших гидроэлектростанций.

Используемые материалы

Чтобы дополнительно повысить термостойкость и износостойкость титановых и инконелевых лопастей турбин, на них зачастую наносится специальное покрытие. Вследствие таких особенностей эти материалы являются весьма сложными для обработки, которую, однако, можно эффективно выполнить с помощью абразивов VSM из серий Ceramics и Compactgrain. Титан, который примерно вдвое легче стали, обладает высокой прочностью и превосходной устойчивостью к коррозии в некоторых сплавах. Но под воздействием температуры он очень чувствителен и быстро становится хрупким. Вследствие высокого давления на верхушку зерна существует тенденция к механическому упрочнению и пластической деформации во время обработки. Поэтому необходимо работать с острыми инструментами и на правильной скорости резания. Титан примерно в 30 раз дороже обычной стали, что связано со сложностью его производства.

Инконель — высокотемпературный сплав на основе никеля, главным образом используемый при изготовлении газовых турбин — также очень тяжело поддается обработке. Он также применяется в нефтегазовой отрасли и при производстве медицинской техники. Его основные преимущества — это стабильное сохранение прочности и твердости при высоких температурах и превосходная устойчивость к коррозии. Однако, если в составе инконеля присутствуют хром, марганец и другие сплавы, его чрезвычайно сложно обрабатывать. Этот материал — очень твердый, а также имеет тенденцию к механическому упрочнению во время резки, что связано с высоким давлением на верхушку зерна. Поэтому для работы с ним также рекомендуются абразивы с острым зерном и предотвращающие перегрев в зоне обработки.

Особенности обработки

Шлифование незаменимо при производстве лопастей турбин, поскольку они имеют изогнутые поверхности и множество труднодоступных деталей. Самой большой проблемой при шлифовании является выделение тепла в процессе шлифования — как титана, так и инконеля. Титан, например, чрезвычайно чувствителен к нагреву. Он очень плохо проводит тепло, поэтому не должен слишком сильно нагреваться. В противном случае высокая концентрация тепла от механической обработки в зоне стружкообразования приводит к появлению микротрещин или трещин от напряжения. Помимо этого, титан и инконель в принципе плохо поддаются обработке. Поэтому особенно важно правильно подобрать абразивы и параметры шлифования, то есть, найти идеальное сочетание абразивов и настроек шлифовального станка.

Шлифование любого масштаба

Обработка лопастей турбин главным образом заключается в обработке сварных швов и литников, удалении заусенцев, снятии фасок и изготовлении или восстановлении определенных поверхностных структур. Для этого вида обработки рекомендуется использовать абразивные ленты с самозатачивающимся керамическим зерном из серий VSM Ceramics и VSM Ceramics Plus. Они обеспечивают большой съем материала в кратчайшие сроки, а дополнительное покрытие TOP SIZE значительно снижает температуру в зоне шлифования. Использование VSM Actirox с абразивным зерном геометрической формы и оптимизированным эффектом самозатачивания обеспечивает исключительно быстрый результат и повышенную эффективность шлифования при максимальном съеме материала. Мы рекомендуем наши абразивы с зерном из карбида кремния, особенно для шлифования поверхностей.

Процессы шлифования и использование станков

Гриндеры, которые также называются шлифовальными блоками, обычно используются для механической обработки лопастей турбин. Эти станки могут использоваться для выполнения шлифования вручную, а также могут представлять собой стационарные машины, управление которыми осуществляется преимущественно роботами. В зависимости от размера заготовки шлифовальное устройство перемещается над заготовкой, или же робот направляет лопасть турбины к шлифовальному блоку. В качестве альтернативы также используются такие «ручные электроинструменты», как углошлифовальные машины, шлифовальные машины Dynafile, барабанные шлифовальные машины и т. д.

Различные требования в отношении производства и ремонта

Абразивы, используемые при производстве и ремонте лопастей турбин, должны отвечать широкому спектру требований. Проще говоря, в процессе производства выполняется обработка литых или кованых деталей, которые шлифуются в необработанном виде до получения чистовой поверхности или доведения их до определенного размера согласно чертежу. Помимо абразивов VSM с керамическим зерном, для этого также используются абразивы VSM на основе карбида кремния, позволяющие создать на шлифуемой поверхности исключительно мелкозернистую текстуру.

В ходе ремонта использованные лопасти турбин просвечиваются рентгеновскими лучами для выявления повреждений, после чего выполняется их сваривание. В данном случае основная задача при шлифовании заключается в последующей обработке сваренных деталей с целью восстановления необходимого размера заготовки. Поэтому важно удалить сварные швы и обработать поверхности так, чтобы не образовывались микротрещины. Для этого идеально подходят абразивы VSM на основе керамического зерна — от VSM Ceramics до VSM Actirox.