Повреждения, диагностика и контроль технического состояния силовых установок

Распространенным дефектом, выявленным при периодическом осмотре внутренних полостей камер сгорания, является трещинообразование. Основная причина появления трещин – повышенный уровень термоциклического воздействия в зонах, имеющих значительный температурный градиент, например, на кромках отверстий подвода вторичного воздуха, в местах стыка горячей и относительно холодной оболочек. Появлению таких трещин способствует отклонения в геометрии деталей или технологии их изготовления и сборки: чрезмерно острые кромки отверстий, остаточные напряжения после сварки, перекосы и несоосности при монтаже.

Другая причина образования трещин – резонансные колебания тонкостенных оболочечных конструкций камер сгорания. Такие колебания выявляются в процессе длительных стендовых испытаний и впоследствии устраняются усилением конструкции или перераспределением ее жесткости.

Рис. 19. Характерные повреждения камер сгорания ГТД

Газовые турбины. Большинство повреждений рабочих лопаток имеет усталостный характер и связано с переменными повреждениями, возникающими при колебаниях по низким формам (рис. 20). При интенсивных колебаниях по первой изгибной форме возможны растрескивание и усталостные разрушения хвостовиков лопаток.

Одной из причин возникновения повреждений лопаток в процессе эксплуатации является газовая коррозия, обусловленная наличием в продуктах сгорания химически активных соединений.

Разрушение бандажированных лопаток часто связано с уменьшением в процессе наработки натяга по бандажным полкам и возникновением износа и наклепа из-за появления зазора между ними.

Рис. 20. Характерные повреждения элементов конструкции газовых турбин ГТД

Характерным для турбинных лопаток является термоциклическое нагружение и возможность перегрева, что снижает сопротивление лопаток не только динамическим, но и статическим нагрузкам. В этом случае обрывы лопаток носят следы пластической деформации.

Наиболее опасным видом повреждений турбин является возникновение трещин и разрушение дисков, так как последнее не локализуется в пределах корпуса двигателя.

Трещины, как правило, образующиеся в местах концентрации напряжений: в позах для елочных хвостовиков, отверстиях для соединения дисков и прохода охлажденного воздуха. Основная причина появления трещин – малоцикловая усталость, возникающая при повторных нагружениях в процессе запуска и останова двигателя.

Опоры роторов. Все повреждения и разрушения подшипников, происходящие в условиях эксплуатации, можно разделить на следующие группы:

1. Разрушение от усталости материала в зоне контакта тел качения и беговых дорожек;

2. Повреждения от повышенного износа;

3. Разрушения, вызываемые изменением зазоров и посадок между деталями подшипников;

4. Повреждения с последующим разрушением из-за кратковременного или полного прекращения подачи масла при работе двигателя;

Усталостное разрушение наблюдается в виде точечного выкрашивания материала дорожек и тел качения. Причинами, способствующими усталостному разрушению, являются:

Большие нагрузки от центробежных сил тел качения в высоко-скоростных подшипниках;

Снижение твердости материала из-за кратковременного нагрева выше температуры отпуска как при изготовлении подшипника (прижоги при шлифовании), так и в эксплуатации;

Коррозийные язвы из-за плохой консервации или неудовлетворительных условиях хранения, фреттинг–коррозия при транспортировке;

Повышенному изнашиванию в процессе эксплуатации подвержены сепараторы и тела качения. Этому способствует неправильный монтаж подшипника, установка колец с перекосом. Попадание продуктов износа сепаратора в зону контакта тел качения может привести к заклиниванию подшипника и его разрушению.

Изменение зазоров между деталями подшипников происходит из-за температурных расширений этих деталей и повышенного их износа. Так, например, после выключения двигателя без предварительного охлаждения на пониженных режимах, поток тепла от дисков турбины через вал передается на внутреннее кольцо подшипника. Оно расширяется, выбирает зазоры и кратковременно заклинивает ротор. Это явление обнаруживается по тугому вращению ротора при его ручной прокрутке после подобных выключений двигателя. После полного охлаждения всего двигателя легкость вращения ротора восстанавливается, однако, высокие контактные напряжения при заклинивании могут привести к деформации контактируемых деталей и растрескиванию на их поверхности.

Похожие статьи:

Поперечные профили станционных путей
Ширина основной площадки земляного полотна на станциях устанавливается в соответствии с проектируемым путевым развитием. Поперечное очертание верха земляного полотна станционных площадок, в зависимости от числа путей и вида грунта, следует проектировать односкатным или двускатным. При значительной ...

Сооружение Кругобайкальской железной дорогии
Значительные трудности при строительстве Транссибирской магистрали вызвало сооружение Кругобайкальской железной дороги. «Несокрушимый памятник XIX века». С одной стороны – скалистые утесы, с другой, почти вплотную, воды Байкала. Образец гармоничного взаимодействия человека и природы: мост, каменная ...

Подготовка технических средств навигации
Таблица №1.7.1 – Точностные характеристики технических средств навигации Тип, Марка ТСН Условия Измеряемый параметр СКП Одного измерения Модуль градиента параметра Радиопеленгатор «Рыбка – М» Днем, ночью визир Радиопеленг пеленг ±1,0° ±2,1° 1 ПИ РНС КПИ – 5Ф Измерение радионавигац. параметров 0,1–0 ...