Научные разработки
В 2007 году объем финансирования научно — исследовательских и проектно — конструкторских работ, выполненных сотрудниками факультета, составил почти 200 тыс. гривен.
Одной из наиболее весомых была работа, выполненная учеными кафедры «Материаловедение» по заказу ОАО » Турбоатом «. Эта разработка , кстати , стала победителем Всеукаинского конкурса -выставки «Лучший отечественный товар 2007 года».
О выполнении хозяйственного договора и о результатах сотрудничества университета с турбостроителями мы попросили рассказать руководителя этой тематики, декана МТ факультета, профессора М.А. Погребного .
Николай Андреевич, расскажите , пожалуйста , в чем суть этого сотрудничества
Учеными НТУ «Харьковский политехнический институт» совместно с ОАО «Турбоатом» разработаны уникальные технологии , позволяющие продлить срок эксплуатации наиболее ответственных, сложных для изготовления и дорогостоящих деталей современных паровых турбин — рабочих лопаток в 2-3 раза. Они направлены, прежде всего, на повышение надежности и сроков эксплуатации паротурбинного оборудования, в процессе работы подвергается эрозионном износа под действием влажного пара. В первую очередь это касается рабочих лопаток последних ступеней мощных паровых турбин, ресурс эксплуатации которых, несмотря на использование различных методов противоэрозионной защиты, составляет всего 25-40 процентов от расчетного. Поскольку одновременная замена большого количества эродированных лопаток на новые экономически убыточной, а эксплуатация турбин с использованием изношенных лопаток является не только крайне опасной, но и приводит к резкому уменьшению производства электроэнергии , большое народнохозяйственное значение представляет проблема ремонта (восстановления) лопаток турбин с эрозиосношенными кромками и повышение эрозиостойкости одновременно.
Применение этих технологий — почти единственный дееспособный метод выхода из положения?
Разработанная в нашем вузе технология позволяет восстанавливать лопатки практически всех существующих типов паровых турбин, которые по основным показателям конструкционной прочности и важнейшими эксплуатационными свойствами не уступают новым лопаткам и отвечают требованиям заводских технических условий. Так восстановлены рабочие лопатки 5-й степени низкого давления турбины К — 300-240 ХТГЗ в течение 10 лет находились в эксплуатации на 8-м блоке Змиевской ГРЭС (Харьков), подтвердив при этом высокую степень надежности, обеспечив значительный экономический эффект. Результаты исследований и разработки новой технологии были одобрены и приняты для внедрения руководством Турбоатома .
Вы рассказали только об одной технологии …
Вторая из созданных в НТУ «ХПИ» для нужд энергетики разработок-технология и устройство для защиты рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин от эрозионного износа путем поверхностной закалки с нагревом СВЧ . Поверхностное упрочнение СВЧ может быть использовано не только как окончательная операция обработки восстановленных лопаток , но и для повышения эрозионной стойкости новых лопаток. Более того, на сегодня это единственный из применяемых в промышленности средство защиты от эрозионного износа, пригодный для лопаток первых контуров паровых турбин атомных электростанций. Технология позволяет проводить поверхностная закалка с нагревом СВЧ входных кромок рабочих лопаток паровых турбин различных типов и модификаций. Проведенные исследования показали, что разработанная на кафедре металловедения и термической обработки металлов нашего университета технология имеет ряд существенных преимуществ перед существующими аналогами , которые до сих пор используются на Турбоатоме . Для промышленной реализации технологии упрочнения с учетом конструкции рабочей лопатки , которая имеет сложную винтообразную форму и профиль , разработан также конструкцию специального устройства. Оно включает в себя универсальный станок для проведения поверхностной закалки с нагревом СВЧ непрерывно — последовательным методом и блок индуктора с набором индукторов, несмотря на разный тип и размеры лопаток.
Итак речь идет о давно внедренной технологии …
Работы по внедрению технологии и оборудования для поверхностного упрочнения лопаток турбин К — 300 -240 ХТГЗ начались в ОАО «Турбоатом» еще в 1976 году. С тех пор данная технология была значительно усовершенствована, благодаря чему стало возможным проводить поверхностная закалка с нагревом СВЧ лопаток турбин различных типов: К-500-65/3000, К-750-65/3000, а также уникальных рабочих лопаток турбин мощностью один миллион киловатт. Однако с 1993 года из-за нестабильной работы промышленности страны данная технология практически не используется.
А как обстоят дела сегодня?
Начиная с 2006 года по просьбе руководства ОАО «Турбоатом» учеными кафедры металловедения проведены работы по восстановлению технологии закалки СВЧ лопаток в условиях завода. Кроме того , на оборудовании университета проведено противоэрозионное укрепления промышленной партии лопаток 5-й степени турбины К-500-65/3000 в количестве 416 штук (четыре ряда цилиндра низкого давления турбины Смоленской АЭС (Россия) . Экономический эффект для ОАО «Турбоатом» от укрепления данной партии лопаток составил 1,7 млн. гривен. Переход этого предприятия на использование технологии противоэрозионной защиты лопаток путем поверхностной закалки с нагревом СВЧ вместо электроискрового укрепления сплавом Т15К6 может дать экономический эффект около 6 млн. грн. только для одной паровой турбины К -500- 65/ 3000. для всех турбин данного типа , которые сегодня находятся в эксплуатации и требуют замены рабочих лопаток последних ступеней цилиндров низкого давления, экономическая эффективность составит более 110 млн. грн. Еще больше экономический эффект может быть от внедрения поверхностного упрочнения СВЧ для лопаток более современных и мощных паровых турбин , которые уже находятся в эксплуатации или будут изготовлены ОАО «Турбоатом» и другими аналогичными предприятиями .
Эти научные достижения используются в учебном процессе?
Безусловно! За время нашего сотрудничества по результатам данных разработок были защищены несколько десятков дипломных научно — исследовательских работ, ОАО «Турбоатом » является прекрасной базой практики и местом трудоустройства для выпускников кафедры металловедения . Например , две выпускницы кафедры, выполнили дипломные по данной тематике , сейчас работают заведующими лабораторий ЦЗЛ завода. Кроме того , за эти годы на кафедре были защищены две кандидатские диссертации , мы получили медаль на Международной выставке в Москве и несколько авторских свидетельств на изобретения.
