О.В. Шевченко, А.М. Иващенко, (к.т.н.), А.А. Кушманов, И.С. Шабалин,
М.М. Шевченко – ООО «ТурбоСервис Рус»
Восстановление компонентов энергетических газовых турбин большой мощности играет ключевую роль в обслуживании и эксплуатации энергетических объектов. ГТУ требуют регулярного технического обслуживания из-за высоких нагрузок, которым подвергаются их ключевые компоненты: рабочие и направляющие лопатки, камеры сгорания и другие элементы. Эти компоненты могут выйти из строя под воздействием высоких температур и давлений, поэтому их своевременный ремонт продлевает срок службы турбины, обеспечивая надежную и эффективную работу.До 2022 года необходимость восстановления компонентов газовых турбин была обусловлена не только техническими, но и экономическими факторами, так как это решение значительно снижало затраты по сравнению с приобретением новых компонентов.
С уходом с российского рынка зарубежных производителей оборудования потребность в отечественных решениях резко возросла. В таких условиях особенно актуальным стало создание российских производственных мощностей, способных обеспечить полный цикл обслуживания газотурбинных установок.
Лидером в этой области является компания «ТурбоСервис Рус», которая в партнерстве с швейцарским концерном Sulzer открыла в 2016 году первый в России центр восстановления компонентов горячего тракта и камеры сгорания. Строительство производственного комплекса совместно с передачей уникальных технологий стало передовым проектом для российского рынка, который обеспечил возможность восстановления компонентов турбин мировых производителей, таких как GE, Siemens, Alstom и Ansaldo, без их вывоза за границу.
В производственном комплексе компании в Екатеринбурге на сегодня полностью освоен ремонт компонентов газовых турбин 6FA, 6B.03, Frame5 (GE), SGT5-2000E, SGT-800, SGT5-4000F (Siemens), AE 64.3А (Ansaldo), 13E2 (Alstom). В 2024 году предприятие «ТурбоСервис Рус» планирует завершить процесс реинжиниринга технологии ремонта всех компонентов GE 9E, 9FA, MS5001. Компания опережает в своем технологическом развитии российских конкурентов на 1,5–2 года.
Технологическая цепочка
Восстановление компонентов газовых турбин в ООО «ТурбоСервис Рус» включает несколько этапов, каждый из которых требует применения высокотехнологичных решений и тщательного контроля качества. Во время инспекции на площадке заказчика отработавшие межремонтный интервал части демонтируют из турбины и отправляют в производственный комплекс в Екатеринбурге. Там цепочка восстановления начинается с входной инспекции: детали проходят идентификацию, регистрацию и входной контроль.
После первичной инспекции на участке термообработки производится обезжиривание, затем детали подвергаются абразивной обработке с использованием оксида алюминия для очистки от загрязнений и удаления старых покрытий. Ключевым оборудованием на этом этапе является вакуумная печь, обеспечивающая необходимые условия для обработки жаропрочных сплавов.
Затем применяются методы неразрушающего контроля, такие как флуоресцентный капиллярный контроль (FPI) для обнаружения трещин и дефектов на поверхностях деталей. Части погружаются в специальный краситель, который проникает в микротрещины, после чего дефекты становятся видимыми под ультрафиолетовым освещением. Этот метод широко используется для проверки немагнитных никелевых и кобальтовых суперсплавов. В некоторых случаях применяется и рентгенодефектоскопия, позволяющая обнаружить внутренние дефекты или повреждения деталей.
После проведения контроля выполняется подготовка деталей к основным ремонтным операциям. Процесс ремонта предполагает контролируемое удаление изношенных участков и добавление новых материалов. Для удаления дефектных слоев деталей применяются фрезерование и шлифование.
Затем проводится восстановление материала с помощью сварки или пайки. Например, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа используется для ремонта никелевых сплавов в аргоновой среде вакуумной камеры. Для более сложных материалов, таких как монокристаллы, применяется лазерная сварка.
Завершающий этап ремонта включает нанесение защитных покрытий, которые повышают устойчивость компонентов к высоким температурам и химическим воздействиям. После этого проводится финальная термическая обработка и проверка качества отремонтированных деталей.
Таким образом, технологическая цепочка восстановления компонентов газовых турбин в ООО «ТурбоСервис Рус» включает полный комплекс операций, позволяющих эффективно восстанавливать ключевые узлы. К началу 2024 года в Екатеринбурге восстановили более 10 тысяч деталей газовых турбин: четыре полных комплекта компонентов AE 64.3А; десять – компонентов SGT5-2000E; восемь – компонентов 6FA; два – компонентов SGT-800.
Освоение производства капитальных частей и расходных материалов ГТ
Для снижения зависимости от иностранных поставок компания «ТурбоСервис Рус» совместно с ООО «РОТЕК КМ» реализует программу по реинжинирингу и производству компонентов и расходных материалов газовых турбин. С этой целью создается конструкторская и технологическая документация, разрабатываются технологии литья, выпускаются опытные партии элементов турбин и проводятся испытания.
Компания «РОТЕК Компоненты и Материалы» специализируется на производстве сотовых уплотнений и деталей для паровых и газовых турбин, а также для авиационных двигателей. Производимая продукция входит в состав основных деталей и сборочных единиц горячей части турбины, статорных уплотнительных обойм и диафрагм, а также сопловых лопаточных блоков.
Тесная кооперация двух компаний позволяет расширить номенклатуру изделий и ускорить освоение технологий производства капитальных частей энергетических газотурбинных установок.
