Page 29 - Krechkovska_avtoref

27
супроводжувалося рельєфом, харак-
терним для високих і нестабільних
рівнів навантаження, властивих мало-
цикловій утомі (рис. 24б). Отже, руй-
нування лопаток відбулося внаслідок
інтенсивного корозійно-ерозійного
зносу їх вхідних крайок з формуван- а б

ням рівчакових дефектів у поверхнево Рис. 25. Типова структура експлуатованої сталі
зміцненому шарі з наступним заро- 15Х11МФ-Ш (а) та морфологія корозійної вираз-
дженням утомних тріщин від них та їх ки в лопатці РВТ в околі її вхідної крайки (б).
докритичним ростом через резонансне перенавантаження лопаток.
Лопатки РВТ із сталі 15Х11МФ-Ш (позн. 3 в табл. 10) зруйнувалися після
3
~267·10 год високотемпературної експлуатації, впродовж якої вздовж меж зерен і
пакетів високо відпущеного мартенситу виділялися і коагулювали (до 1,5 мкм) кар-
біди (рис. 25а). Це ослабило когезію між зернами і пакетами високовідпущеного ма-
ртенситу та проявилося негативно за впливу конденсату з корозійно-активними до-
мішками і наводнювання металу. Як наслідок, в околі крайок лопаток формувалися
глибокі корозійні виразки (рис. 25б), які створювали додаткову концентрацію на-
пружень. Тому навіть за усталеного режиму експлуатації ротора (за незмінних амп-
літуди та асиметрії циклу навантаження), але за тривалого впливу технологічного
середовища від їх вершин зароджувалися корозійно-втомні тріщини. За зміни наван-
тажень під час зупинок ротора цей процес інтенсифікувався.
Попри зниження когезії між структурними складовими сталі та руйнування ло-
паток механічні властивості сталі (3) загалом не вийшли за межі регламентованих
значень. Відзначили лише дещо завищену твердість лопаток (296 HB). Фрактографі-
чний аналіз експлуатаційних зламів лопаток виявив зародження тріщин від декіль-

кох осередків у вигляді корозійних ушкоджень на їх увігнутій поверхні в околі вхід-
них крайок та їх поширення кількома фронтами поперек пера. Руйнування відбува-
лося за крізь- і міжзеренним механізмами, характерними для корозійно-втомного
росту тріщин за багатоциклової втоми (рис. 26а). Відзначили морфологічний зв’язок
елементів крізьзеренного рельєфу зламу із структурою сталі. Руйнування відбувало-
ся шляхом відокремлення суміжних пакетів високовідпущеного мартенситу з вто-
ринним розтріскуванням вздовж їх меж (рис. 26б). Все це ознаки низького опору ко-
розійно-втомному руйнуванню сталі. Адже коагуляція карбідів вздовж меж зерен і
всередині них (вздовж меж пакетів мартенситу) у структурі експлуатованих лопаток
сприяє дифузійному відтоку хрому із примежових зон, що знижує їх корозійну стій-
кість і визначає шлях з найнижчим опором поширенню руйнування за впливу коро-
зійно-активного середовища (рис. 26в). Причому з поширенням тріщин на весь пе-
реріз лопаток їх швидкість зростала, що супроводжувалося зменшенням кількості
крізьзеренних та зростанням кількості міжзеренних фрагментів на зламі. При цьому
зростала також кількість вторинних тріщин, які окантовували що раз більшу части-
ну їх периметру. Це прямі фрактографічні ознаки зниження когезії між суміжними
зернами, пов’язані з деградацією структури сталі. З підвищенням напружень у вер-
шині макротріщини та збільшенням зони передруйнування біля її вершини (за пода-
льшого її поглиблення) кількість таких ознак зростала.