В ПНИПУ нашли эффективное средство для очистки газотурбинного двигателя

Лопатки газотурбинного двигателя постоянно подвергаются агрессивному воздействию, из-за чего на них появляются нагар, оксидная пленка и микротрещины. Чтобы лопатки снова работали хорошо, их нужно тщательно очистить.

Обычные моющие средства не могут убрать стойкие оксиды металлов, такие как оксиды алюминия, титана, вольфрама, хрома и никеля. Для очистки таких загрязнений нужно более внимательно изучить вопрос и подобрать правильные параметры.

Ученые исследовали, как можно удалить эти стойкие оксиды с помощью специальных составов, содержащих галогены. Они доказали, что эти составы могут быть полезны для восстановления поверхности лопаток газотурбинного двигателя. Это исследование прошло при финансовой поддержке в рамках программы развития школы авиационного двигателестроения.

Сопловые лопатки — это важная деталь двигателя самолета. Во время работы они подвергаются сильному нагреву, механическим нагрузкам и могут ржаветь. Из-за этого на их поверхности появляется нагар и оксидная пленка, а также могут появиться микротрещины.

Специальные средства для очистки убирают нагар, но не всегда справляются с оксидной пленкой. Механическая очистка не позволяет полностью удалить оксиды в труднодоступных местах лопаток.

Есть разные способы очистки лопаток авиационного двигателя от отложений. Один из них — химический, с использованием растворителей, кислот и других веществ. Но чтобы этот метод работал хорошо, нужно тщательно изучить его и подобрать оптимальные параметры. Особенно это касается оксидных пленок алюминия, титана, вольфрама, хрома и никеля. Из-за разной химической природы этих материалов сложно найти подходящие вещества для очистки.

Ученые из Пермского Политеха исследовали, насколько эффективно можно очистить поверхность лопатки авиадвигателя с помощью специальных составов, содержащих галогены. Они использовали газообразный фтороводород, плавиковую и соляную кислоту.

Мы провели исследование, чтобы понять, при каких температурах может происходить реакция оксидов с галогенидами. Затем мы проверили на практике, какие вещества могут влиять на оксиды металлов, которые обычно не реагируют, — рассказывает Дарья Фомина, аспирант кафедры химические технологии ПНИПУ.

Ученые исследовали образцы детали двигателя, которую называют сопловой лопаткой. Эти образцы специально обработали, чтобы на них появился тонкий слой из определенных веществ.

Затем эти образцы поочередно поместили в разные растворы для очистки. После этого ученые посмотрели, как изменилась поверхность образцов и какие вещества на ней остались.

Оказалось, что одно вещество, фтороводород, вступает в реакцию с оксидом алюминия и вольфрама и удаляет большую часть кислорода с поверхности. Это разрушает основу оксидной пленки. Но чтобы полностью очистить поверхность, нужно еще раз обработать ее водородом.

Плавиковая кислота не так сильно взаимодействует со сплавом, как некоторые другие вещества. А соляная кислота хорошо удаляет оксидную пленку с никеля и хрома, снижая содержание кислорода до очень малого процента. Лучше всего использовать эти кислоты, когда очистка проходит в несколько этапов, – объясняет Владимир Пойлов, профессор кафедры химических технологий ПНИПУ, доктор технических наук.

Ученые провели исследование и выяснили, что вещества, которые содержат галогены, активно взаимодействуют с коррозией на авиационных сплавах. Это открытие поможет лучше очищать лопатки авиационного двигателя от оксидного слоя.

26.11.2024