Н.В. Гулиа (д.т.н.), А.М. Иващенко (к.т.н.), A.E. Лаврентьев —
ООО «РОТЕК Компоненты и Материалы»
Компания «РОТЕК Компоненты и Материалы» приступила к серийному изготовлению высокотехнологичных сотовых уплотнений для газотурбинного двигателя ГТД-110М.
Заказчиком компонентов выступило рыбинское предприятие «ОДК-Сатурн», выпускающее газовые турбины ГТД-110М. За счет особой структуры, соты создают высокое газодинамическое сопротивление, обеспечивая минимальные зазоры и снижая утечки рабочего тела по сравнению с традиционными лабиринтными уплотнениями. Их применение позволяет повысить КПД двигателя на 0,5–1,5%, обеспечивать высокую надежность работы в условиях высоких температур и скоростей, что критично для современных авиационных и энергетических ГТУ. При контакте гребешков ротора с сотовой структурой происходит минимальный износ деталей, что позволяет поддерживать малые зазоры на протяжении длительного времени.
Сотовые уплотнения изготавливаются путем формирования шестигранных ячеек из тонкой жаростойкой хромоникелевой полосы толщиной 0,5…1 мм (в зависимости от диаметра уплотнения) методом гофрирования и последующей сварки/пайки. Применение хромоникелевого сплава обеспечивает устойчивость уплотнения к коррозии и эрозии. Сформированный блок с сотами диаметром ячеек 1,5 мм закрепляется в опорных вставках, образуя кольцевые сегменты.
При изготовления сотового уплотнения полоса проходит через шестеренчатые валки для получения зигзагообразного профиля. Гофрированные полосы складываются вместе, образуя структуру шестигранных ячеек (сот), и технологически соединяются точечной сваркой (рис.). Полученная структура подвергается высокотемпературной пайке или сварке для обеспечения жесткости.
Сотовые блоки устанавливаются в специальные вставки/обоймы. Далее выполняется механическая обработка собранных сегментов до нужного радиуса кривизны перед установкой в проточную часть газотурбинного двигателя.
Особенностью технологии является то, что податливость стенок сот позволяет гребням ротора прорезать их при задевании без повреждения. Это значительно снижает радиальные зазоры и повышает КПД.
Сотовые уплотнения для ГТД-110М – критически важные элементы проточной части двигателя (как компрессора, так турбины), отвечающие за ее эффективность и безопасность эксплуатации. Планируется, что до 2028 года будет произведено не менее пяти установок ГТД-110М с использованием российских сотовых уплотнений.
Первая серийная установка ГТД-110М работает на ТЭС «Ударная» в Краснодарском крае, вторая турбина поставлена на Новочеркасскую ГРЭС, третья отгружена на станцию. В 2026 году запланировано изготовление и поставка еще одной турбины для модернизации Новочеркасской ГРЭС.
Таким образом, начало выпуска предпр-иятием «РОТЕК КМ» специализированных уплотнений для ГТД-110М стало частью государственной программы по созданию отечественного производства энергетических турбин большой мощности, призванного обеспечить технологическую независимость российской энергетики.
ООО «РОТЕК Компоненты и Материалы» – ведущий производитель высокотехнологичных компонентов для всех типов газовых и паровых турбин, авиационных двигателей, турбокомпрессоров. Единственное предприятие в России, обладающее современной технологией и производством сотовых уплотнений. Компоненты «РОТЕК КМ» используются во всех современных отечественных авиадвигателях, включая перспективные ПД-8, ПД-14 и ПД-35, а также вертолетные двигатели ВК-650, ВК-800, ВК-2500.