Лопатки газовых турбин

Технология литья

Описание процесса

Литье по выплавляемым моделям, также известное как точное литье, позволяющее создавать детали сложной геометрии с исключительной точностью и чистотой поверхности. Процесс начинается с создания 3D-модели лопатки. Основываясь на этой 3D-модели, изготавливаются формы для производства выплавляемых моделей. Затем, в эти формы заливается специальный воск, который, застывая, приобретает точные очертания будущей детали. Восковые модели, извлеченные из форм, собираются в литейные деревья, которые затем окунаются в огнеупорную суспензию. Этот шаг повторяется несколько раз, формируя на поверхности восковой модели прочную керамическую оболочку, способную выдерживать высокие температуры и давление расплавленного металла.

Ключевым этапом является выжигание воска. Керамическая форма нагревается в печи, в результате чего воск полностью вытапливается, оставляя пустую полость – точную копию исходной детали. Эта полость затем заполняется расплавленным металлом. Выбор металла зависит от назначения детали и требований к ее свойствам. Для лопаток газовых турбин используются никелевые сплавы, которые компания Xin Dynamic расплавляет в вакуумной печи. После заливки металла и его полного остывания, керамическая оболочка разрушается, раскрывая готовую литую деталь. Финальные этапы включают механическую обработку, полировку и контроль качества, чтобы гарантировать соответствие детали всем заданным параметрам.

Преимущества метода:

• Высокая точность: позволяет получать детали с очень гладкой поверхностью и точными размерами.
• Сложные формы: идеально подходит для изготовления деталей с внутренними каналами, тонкими стенками и сложными контурами.
• Разнообразие материалов: может использоваться для литья различных металлов и сплавов.

• Максимальный вес отливки может достигать 150 кг
• Разработка более 400 новых продуктов в течение года
• Годовая производственная мощность составляет 2400 тонн
• Сотрудничество с 10 компаниями из списка Fortune 500

Мы можем реализовать 3D-моделирование и индивидуальное производство лопаток:

1. Проведение 3D-моделирования по чертежам Заказчика.
2. Проведение 3D-моделирования по образцу детали (обратный инжиниринг/реверс инжиниринг).

Качеству нашей продукции уделяется особое внимание, начиная с входного контроля материалов, контроля качества изделий на промежуточных этапах, а также испытания различными способами разрушающего и неразрушающего контроля в соответствии с самыми взыскательными требованиями наших клиентов.

1) Поставщик:

2) Анализ химического состава

3) Испытания механических свойств

Пример входного контроля лопаток

Неразрушающий контроль

1. Визуальный контроль (по стандарту ASNT)
2. Испытание на дефекты поверхности
   • Цветная дефектоскопия (по ASNT)
3. Испытание на наличие внутренних дефектов
   • Радиографическое испытание (по ASNT)
   • УЗ испытание (по ASNT)
4. Измерение размеров:
   • ZEISS CMM, Германия
   • 3D-сканер
   • Штангенциркуль/микрометр

Разрушающий контроль

1. Химический состав
    Спектрограф SPETRO, Германия
2. Испытание механических свойств
    Испытания на растяжение при комнатной и высокой температуре  Высокотемпературные испытания на прочность при ползучести
3. Испытание на твердость – по Роквеллу
4. Макроскопическое определение размера зерна
5. Контроль микропористости

Детали газовых турбин

Основной ассортимент продукции включает в себя лопатки турбин, направляющие аппараты, направляющие лопатки, корпуса и другие детали. Продукция используется в основном в новых энергетических транспортных средствах, судостроении, газопроводах, распределенной энергетике и электрогенерации. Диапазон мощности продукции варьируется от 50 кВт до 35 МВт.

Предоставляем оборудование:

• Лопатки ротора турбины, направляющие лопатки, запчасти для горячей части турбин
• Шлифовка с ползучей подачей
• Технология: вакуумная печь. Литьё по выплавляемым моделям с использованием автоматической линии формирования керамической формы
• Нанесение жаростойких покрытий

Лопатки газовых турбин

Черновая обработка лопаток газовой турбины на четырех координатном станке (длина лопатки 1500 мм)

Обработка лопаток газовой турбины на шести координатном станке (длина лопатки 1100 мм)

Перфорация (изготовление отверстий) в неподвижной лопатке первой ступени газовой турбины

Колеса турбин

Турбонагнетатели

Детали для судовых турбокомпрессоров

Основной ассортимент продукции включает радиальные и осевые турбины, радиальные и осевые сопловые кольца, лопатки турбин и другие детали турбокомпрессоров. Продукция используется в основном в судостроении, железнодорожном транспорте, энергетике и т.д. Диапазон технических характеристик выпускаемой продукции: максимальный диаметр детали может достигать 600 мм, а максимальный вес детали — 50 кг.

Детали авиационных двигателей

Продукция в основном включает в себя диски турбин, направляющие лопатки, лопатки турбин, направляющие аппараты, рабочие колеса компрессоров, передние кожухи, кожухи турбин, корпуса и другие детали для авиационных двигателей. Продукция используется в основном в турбовентиляторных и турбореактивных двигателях мощностью от 10 кВт до 3000 кгс, а также в турбовальных и турбоприводных двигателях мощностью менее 1000 кВт.

Детали газотурбинных двигателей

Другие детали (фланец, спиральная насадка, нефтяная турбина, корпус, рабочее колесо)

Индивидуальная обработка изделий из жаропрочных сплавов в основном включает вакуумное литье для получения отливок по чертежам и техническим требованиям заказчика с последующей механической обработкой для завершения поставки готового изделия.

Индивидуальная обработка изделий из нержавеющей стали в основном включает вакуумное литье и литье по выплавляемым моделям для получения отливок по чертежам и техническим требованиям заказчика с последующей механической обработкой для завершения поставки готового изделия.

Индивидуальная обработка механически обработанных деталей в основном включает поковки, профили и листы по чертежам и техническим требованиям заказчика. Для этого используются токарные станки, трехкоординатные обрабатывающие центры, четырехкоординатные обрабатывающие центры, пятикоординатные обрабатывающие центры, круглошлифовальные станки, высокопроизводительные шлифовальные станки, станки для динамической балансировки, трехкоординатные измерительные машины, оптические измерительные приборы, 3D-сканеры и другое оборудование для завершения обработки готового изделия и поставки деталей.

В 2025 году была осуществлена пробная поставка отливок пакетов лопаток для газотурбинной установки ГТУ для одного из предприятий в РФ. Партия включает три типа пакетов для разных ступеней турбины, различающихся по размеру и форме.

Пакеты лопаток – это ключевые элементы статорной части газовой турбины. Они не вращаются, но формируют направляющий аппарат, через который проходит раскаленный газ из камеры сгорания. Именно геометрия межлопаточных каналов определяет скорость, давление и направление газового потока, воздействующего на рабочие лопатки ротора. От точности проходных сечений зависит эффективность всей установки. Даже небольшие отклонения могут привести к потере мощности или нестабильной работе на проектных режимах.

Пакеты лопаток первой ступени работают в наиболее агрессивных условиях. Температура газа у входа достигает 650 °C, а давление – десятков атмосфер. Поэтому они изготавливаются из специальных никелевых жаропрочных сплавов, способных сохранять прочность и форму при длительном термическом воздействии. Последующие ступени (вторая и третья) функционируют при постепенно снижающейся температуре – до 350–400 °C на выходе, но все равно требуют высокой точности профиля и стабильности материала.

Отливки были изготовлены по разным технологическим схемам с различными литниковыми системами, температурными режимами и корректировками оснастки. Это позволило сравнить их качество и выяснить, какая технология дает лучший результат, выбрав из всех наиболее оптимальную.

Заготовки прошли проверку и механическую обработку, часть из которых была установлена в ГТУ.

С 2025 года наша компания осуществляет регулярные поставки направляющих лопаток для ряда машиностроительных и сервисных предприятий России.