Лопатки турбин — один из самых ответственных и дорогостоящих элементов газотурбинных установок. Они работают в экстремальных условиях: высокие температуры (до 1000 °C и выше), агрессивные газовые потоки, циклические нагрузки, эрозионное и коррозионное воздействие.
Ключевая проблема отрасли: на территории России свыше 30 ГВт генерирующих мощностей работают в парогазовом цикле, при этом доля оборудования иностранных компаний составляет более 70%. Парк энергетических газовых турбин в России, Белоруссии и Казахстане составляет 225 турбин и 76 газовых турбин для ГПА-32 «Ладога». Ёмкость рынка только по замене турбинных лопаток оценивается в 7,6 млрд рублей ежегодно, и этот рынок практически полностью контролируется иностранными компаниями.
Типовые дефекты лопаток:
Эрозия входной атакующей кромки. Наиболее уязвимый элемент — входная кромка пера шириной порядка 3−4 мм, которая подвергается интенсивному воздействию газового потока.
Износ торцевой части пера. Уменьшение высоты пера вследствие износа «пояска», формирующего углубление торца. Эти дефекты вызваны коррозионно-эрозионным воздействием газового потока и касанием торца пера лопатки о лабиринтное уплотнение турбины.
Коррозионное и термоусталостное разрушение. Высокотемпературная коррозия, окисление, растрескивание от термической усталости.
Трещины. Усталостные трещины в наиболее нагруженных зонах.
Деформация аэродинамического профиля. Искажение геометрии пера, приводящее к снижению КПД турбины.