Применение и характеристики зубчатых передач из высокотемпературных сплавов в газовых турбинах Россия

 Применение и характеристики зубчатых передач из жаропрочных сплавов в газовых турбинах

Во время работы газовой турбины шестерни подвергаются воздействию чрезвычайно высоких температур. Жаропрочные сплавы обладают превосходной жаропрочностью и могут выдерживать огромные нагрузки при высоких температурах. Например, жаропрочные сплавы на основе никеля могут сохранять высокий предел текучести и предел прочности при растяжении при температурах до 700-1000 °C. Это связано с тем, что элемент никеля и другие легирующие элементы (такие как хром, молибден, вольфрам и т. д.) в сплаве образуют стабильную упрочняющую фазу, которая может эффективно предотвращать проскальзывание и деформацию зерен при высоких температурах, гарантируя, что шестерни не будут чрезмерно деформироваться или ломаться в условиях высокой температуры и высокого напряжения.
Благодаря этому свойству прочности при высоких температурах шестерни могут стабильно передавать мощность, и даже когда газовая турбина работает в течение длительного времени или в условиях высокой выходной мощности, она может сохранять хорошие механические свойства, эффективно предотвращая снижение эффективности передачи мощности или отказы системы, вызванные деформацией шестерни.

Во время частых запусков, остановок и изменений нагрузки газовых турбин шестерни будут испытывать повторяющиеся циклы нагрева и охлаждения. Высокотемпературные сплавные шестерни обладают хорошей термической усталостной прочностью и могут выдерживать изменения напряжения, вызванные такими термическими циклами. Микроструктура сплава специально разработана, например, добавлены некоторые элементы с высокими температурами плавления и хорошей термической стабильностью, так что внутренняя структура шестерни не будет легко трескаться или повреждаться при резких изменениях температуры.
Когда шестерня быстро охлаждается из высокотемпературного рабочего состояния или быстро нагревается в процессе запуска, сопротивление термической усталости может гарантировать, что шестерня не выйдет из строя преждевременно из-за концентрации термических напряжений, тем самым обеспечивая надежность системы передачи мощности газотурбинной установки.