Физический процесс фреттинг-коррозия в лопатках компрессора

Фреттинг-коррозия или фреттинг возникает в зонах контакта деталей, образующих прессовые или малоподвижные соединения, при циклическом их нагружении. Амплитуда относи­тельного перемещения в зоне контакта деталей, достаточная для возникновения фреттинга, около 100.4, т. е. находится в пределах деформаций поверхностного слоя, а максимальная амплитуда со­ставляет 200...300 мкм. Фреттинг возникает как при контакте металлов, так и при контакте металла с неметаллом. Внешний признак фреттинга — скопление у границы и в зоне контакта окис­ленных продуктов повреждения материалов сопряженных деталей. На поверхностях контакта образуются каверны, микро- и макротре­щины, которые при воздействии на детали переменных напряжений становятся очагами фреттинг-усталости, снижающей предел вынос­ливости в 2... 10 раз.

В ГТД фреттинг-коррозия проявляется в замковых соединениях лопаток компрессоров и турбин, на площадках контакта антивибра­ционных полок лопаток компрессора и бандажных полок лопаток турбин, в болтовых соединениях (в местах стыковки дисков компрес­соров), в шлицевых соединениях валов и рессор, в местах посадки подшипников, на фланцевых соединениях. Наибольшие повреждения фреттинг-коррозией и разрушения от фреттинг-усталости наблюда­ются на стальных деталях и деталях из титановых сплавов.

В турбинах ГТД, где преобладают никелевые сплавы, фреттинг проявляется, в первую очередь, в виде повреждений площадок контакта бандажных полок лопаток турбин и контактных площадок замковых соединений.

Типично для ГТД разрушение хвостовиков лопаток компрессоров от фреттинг-усталости (табл. 3.6.7), хотя во многих случаях контак­тные грани хвостовиков имели защитные покрытия. Оценка эффек­тивного коэффициента концентрации показывает, что его значение для хвостовиков составляет около 3,5.

Таблица 3.6.7