Жұмыс қалақшаларының тығыздыққа есебін мысалда қарастырайық.

Жылулық есептен турбинаның аралық сатысының келесі сипаттамалары шығады:

Саты алдындағы бу қысымы Р/0 8,2 МПа

Бу температурасы t0 511 0С

Саты арқылы бу шығыны G 118,5 кг/сек

Саты жылу шығыны hрс0 37 кДж/кг

Сатының орташ диаметрі d рс 840 мм

Айналым жиілігі n 50 сек–1

Қалақша профилі Р-23-14А

[К-П қосымшалар]

Қалақшалар саны z2 164

Профильдің орнатушы бұрышы 840

[Ж, И қосымшалар]

Қалақшаның жұмыс ұзындығы l2 42 мм

Ленталық бандаж қалыңдығы Δ 3 мм

Бандаж қалақшаларының материалы сталь 15х11 мф

[Е қосымшасы]

 

Қалақшалық торда қысым ауысуы ΔР=Ррс1-Ррс2 0,09МПа

Абсолютті жылдамдық

- кіру С1 240,5 м/сек
- бу шығуы С2 50 м/сек

Бұрыштар

- абсолютті қозғалыста бу кіруі α1 120
- абсолютті қозғалыста бу шығуы α2 900

Сатының қатысты қалақшалық ПӘК 0,845

Жоғары температура ережесінде жұмыс жасайтын қалақшалық аппарат, ротор, дискілер және басқа тетіктер мен түйіндер үшін материал ретінде дегирленген болат пайдаланылады. Легирленген болат пен никель негізіндегі ерітінділердің кейбірінің механикалық қасиеті және оларды қолдану аймағы Е қосымшасында берілген.

Турбиналық тетіктерді жасауда пайдаланатын болаттар негізгі үш топқа бөлу белгілі.

Бірінші топ 500—600 °С дейінгі температурада жұмыс жасауға арналған. Оларға көміртекті, перлитті кластың аз – және орталегирленген болат, жоғары температуралар үшін – мартенситті класс қолданылады. Бұл болаттар келесі жетістіктерге ие: жеңіл өңделеді, жақсы және пластикалық қасиеттері бар, термооңдеу көмегімен өз сипаттамаларын жақсартуға мүмкіндік береді. Олардың сызықтық кеңеюінің төмен коэффициенті мен жақсыжылуөткізгіштігі тетіктерде термикалық кернеуді төмендету мен қарқынды жылуөткізгіштікке мүмкіндік береді. Перлитті болаттардың мысалы ретінде 500 °С температурасында жұмыс істейтін роторларды жасау үшін қолданылатын 34ХНЗМА хромникельмолибденді болат пен 20ХЗВМФ хромвольфраммолибденванадийлі болатты келтіруге болады. Ыстыққа төзімді болаттарда молибденнің 0,5—1% құрамысозылғыштықтың төмендеуіне пайдалы әсер етеді, ал хромды қосу газ коррозиясына қарсы болаттың химиялық беріктігін, яғни окалинотұрақтылықты ұлғайтады.

Одан жоғары температуралар аймағында (550—600°С) өз құрамында мо­либден, вольфрам, ванадий, ниобий немесе ти­тан бар хромның 12% жоғары құрамды мартенситті кластың тотықпайтын модификацияланған болаттар қолданылады. Олар перлитті болатпен салыстырғанда жоғары ыстықтөзімділік пен окалинатөзімділікке ие. Мартенситті класстың болатына мысал ретінде 15Х12ВМФ болат алынады.

Материалдардың екінші тобы 650 — 700 °С дейін температуралар аймағында жұмыс жасауға арналған. Оған жоғары окалинатөзімділік пен созымдылыққа қарсылығы бар аустенитті класты болат қолданылады. Бұл болаттар қыздыруға сезімсіз, жоғары ыстықтөзімділікке ие және перлитті класс болаттарына қарағанда пісіруге жеңіл беріледі. Бірақ жетістіктермен қатар, аустенитті болаттардың кемшіліктері де бар, олар үшін перлиттілер немесе мартенситтілер қолдануға болатын жағдайда олардың қолданылуы. Аустенитті болаттардың кемшіліктері: олардың өңделу қиындығы, термоөңдеу әдістерімен тығыздау мүмкіндігінің жоқтығы, сонымен қатар кеңеюдің жоғары коэффициенті мен перлитті класс болаттарына қарағанда 2-4 есе төмен жылуөткізгіштігі. Осымен қатар, олардың құрамында дефицит элементтер: никель, молибден, вольфрам және т.б. болуы есесінен олар қымбаттырақ.

Аустенитті класс болаттарына мысал ретінде Х15Н35ВЗТ болатты атауға болады. Пісіруге жеңіл, бұл болат пісірілген ротор, қалақша және басқа жылукернеулі тетіктерді жасауға пайдаланылады. Вольфрам мен титанмен легирленген Х15Н35ВЗТ хромникельді болат, 650 °С температурада жұмыс жасайтын қалақшалар мен крепежды тетіктерді жасауда пайдаланылады.

Материалдардың үшінші тобы 650—700 °С жоғары температураларда жұмыс жасайтын тетіктерді орындауға пайдаланылады. Бұлтопқа тірлі присадкалы никель, кобальт және хром ерітінділері мен темірдің жоғары құрамы бар қоспалар кіреді. Олардың арасында қазірде кең тарағаны хромның жоғары құрамы (15—16% дейін) бар никель негізіндегі қорытпалар, мысалы ХН77ТЮР мен ХН70ВМЮТ қорытпалары. Бұл қорытпалардан газ турбиналарының қалақшалары жасалады.

Соңғыжылдары ЛМЗ бу турбиналарында өндірістік тексеру үшін тығыздығы 4500 кг/м3 титанды эксперименталды қорытпалар пайдаланылад, олардан ЦНД төменгі сатыларының жұмыс қалақшалары жасалады. Қолданылатын титан қорытпаларының механикалық сипаттамасы келесідей: ағу шегі gs=710-750 МПа, беріктік шегі гв=780-860 МПа, қатысты ұзарту 6=12-14%. Бұл қатысты жеңіл қорытпалар соңғы сатылардың жұмыс қалақшаларының ұзындығы мен турбинаның шектеулі қуатын жоғарылату үшін маңызды болатын соңғы сатыдан выхлоп торецті алаңын ұлғайтуға мүмкіндік тудырады.