Лопатка является рабочим и функциональным элементом турбинного ротора. Происходит надежная фиксация ступени. При этом используется оптимальный угол наклона. Каждый элемент в процессе работы принимают высокие нагрузки, поэтому к конструкциям предъявляются максимально строгие правила касательно уровня качества, длительности эксплуатации и надежности.
На сегодняшний день классификацией предусмотрено два вида турбинных лопастей:
Механизмы такого типа широко используются в различных видах техники. Основным местом их использования, как правило, являются компрессоры и турбины. Последние представляют собой вращающиеся двигатели, оснащенные специальными лопатками, расположенными по всему диаметру. Внутри корпуса находятся все конструкционные элементы, принимающие форму сопла или нагнетательного патрубка. Рабочая среда направляется на лопатки, что вызывает вращение ротора. В результате происходит преобразование кинетической энергии в механическую.
Преимущественно используются в изготовлении лопаток литье. Выплавляются специальное детали, для которых подбирается только высококачественный металл. Допускается использование штампованных заготовок в виде полос и квадратов. Чаще всего такой подход применяется на масштабных производствах, поскольку применение металла достаточно высокое, а трудовые затраты сводятся к минимуму.
Лопастные турбины в обязательном порядке должны проходить высокотемпературную обработку. Чтобы в будущем избежать появления и распространения коррозии, для поверхности применяются специальные защитные составы. Они помогают увеличить прочность рабочих конструкций при высокотемпературных условиях. При применении механических методов обработки, сплавы с включением никеля не используются. По этой причине в производстве не используется штамповка.
Благодаря использованию современных инновационных технологий, появился новый метод изготовления турбинных конструкций – направленная кристаллизация. Это позволяет получать рабочие элементы с максимально прочной структурой, которая способна вынести даже критические нагрузки. В результате получается монокристальная лопасть, для которой используется один кристалл.
Производственный процесс происходит поэтапно. На каждом шаге используются несколько видов обработки:
Благодаря разработанной специальной технологии, получаются высококачественные турбинные лопасти.
Такие конструкции преимущественно применяются в агрессивных условиях. Преимущественно это критические значения высокой температуры. Все элементы испытывают высокое напряжение н растяжение. Поэтому появляются высокие усилия деформации, которые приводят к растяжению лопаток. Постепенно детали начинают соприкасаться с турбинным корпусом, поэтому происходит блокировка оборудования.
Это объясняется эксплуатацией высококачественных материалом в производственном процессе. В результате конструкции могут переносить высокие нагрузки при крутящемся моменте, при повышенном давлении и температурном режиме. От уровня качества данного элемента зависит общий показатель прочности и надежности оборудования. Высокий температурный режим необходим для того, чтобы увеличить КПД оборудования.
Турбинная лопатка относится к категории основных механизмов, который отвечает за надежную и длительную работу оборудования. Важно обратить внимание на рабочие показатели нагрузки:
Такие показатели определяют использование лучших маркировок нержавеющей стали, которые можно задействовать при высокотемпературных условиях. Также применяются различные сплавы, в составе которых находится до 65% концентрации никеля. Функцию легирующего элемента могут выполнять разные компоненты. Самым популярным считается алюминий.
Получающиеся конструкции отличаются высокой теплостойкостью. Для достижения такого результата специально изготавливаются сложные многоканальные каналы с охлаждением и выходными отверстиям, обеспечивающим образование специальной защитной пленки на поверхности. Раскаленный газ не контактирует с лопастью, поэтому нагрев фактически отсутствует. Хотя газ сохраняет температуру. В свою очередь это позволяет увеличить уровень КПД. Для формирования охлаждающих каналов применяются специальные стержни, изготовленные из керамики. Температура плавления составляет до 2050 градусов.