CC BY
39
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
УДК 62-408.66
Бахир А.О., магистрант СевГУ, г. Севастополь, РФ Научный руководитель: Балакин А.И.
канд. тех. наук, доцент СевГУ, г. Севастополь, РФ
КОНТРОЛЬ ДЕФЕКТОВ ЛОПАТОК ТУРБИН В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Аннотация
В статье рассматриваются контроль и диагностирование рабочих лопаток турбин в процессе эксплуатации, процесс образования дефектов, обнаружение и исправление на ранней стадии. Конструкция лопатки, способ контроля, ремонт и техническое решение.
Ключевые слова
Контроль, газотурбинный двигатель, вибрационный, конструкция, техническое.
Актуальность темы. Диагностирование дефектов рабочих лопаток турбомашин в процессе их работы является сложной инженерной задачей, от эффективности решения которой зависит долговечность и безопасность эксплуатации турбоагрегатов.
Решению этой задачи посвящено большое количество исследований во всем мире, тем не менее, надежных методов диагностирования очень мало. Диагностика на основе анализа вибрационных сигналов - один из наиболее распространенных методов. Сложность его использования заключается в том, что генерируемый лопатками в процессе работы информативный сигнал достаточно сложно отделить от других источников, создающих шумовой фон.
Образование трещин на лопатках определяется условиями их нагружения. Лопатки в процессе работы подвергаются многоцикловым нагрузкам на рабочих режимах и малоцикловым нагрузкам высокой амплитуды при прохождении резонанса в процессе разгона - остановки агрегата. Именно малоцикловая усталость приводит к образованию микротрещин на лопатках, которые в дальнейшем развиваются под действием многоцикловых нагрузок.
Как правило, при диагностировании лопаток, задача состоит в обнаружении имеющейся трещины на возможно ранней стадии развития, в этой связи, информативными могут быть процессы аэродинамического взаимодействия рабочих и направляющих лопаток.
В результате аэродинамического взаимодействия, за каждой рабочей лопаткой в ступени образуется закромочный след, форма которого зависит от характера колебаний рабочих лопаток, что в свою очередь определяется ее жесткостью (есть трещина или нет) и состоянием поверхности лопатки (выбоины, вмятины и т.п.).
Рисунок 1 - Конструкция лопатки Лопатка турбинного двигателя состоит из: 1 - профильная или рабочая часть, 2 - хвостик, 3 - заплечеко.
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
Для оценки состояния лопаток газотурбинного двигателя с целью продления его работы первоначально с использованием эндоскопа осматривают проточную часть двигателя, включающую компрессор, жаровые трубы, сопловые и рабочие лопатки турбины. Затем снимают вибрационные характеристики двигателя и оценивают работу его подшипников. При получении положительных результатов составляют акт на продление работы двигателя на определенный срок. Данная методика не предусматривает оценку состояния жаропрочных литейных сплавов, из которых изготавливают лопатки турбины. Как показывает практика, при длительной эксплуатации двигателя, а также в случае его работы при нерасчетных режимах возможны структурные изменения в материалах лопаток, связанные с состоянием упрочняющих фаз (у у'), так и образование в них топологически плотноупакованной фазы "о". Вышеизложенное снижает эксплуатационные характеристики турбинных лопаток. Поэтому при ремонте газотурбинных двигателей проводят исследования структуры сплавов с использованием электронно-микроскопических исследований, для чего изготавливают шлифы. Для этого обязательным условием является разрезка одной или двух лопаток, что приводит при этом к значительным ремонтным затратам, в которые входят разборка ротора турбины с извлечением лопаток из дисков, разрезка их, подбор новых лопаток вместо разрезанных, оснащение ротора турбины недостающими лопатками и его балансировка.
Известно техническое решение, при котором продление ресурса деталей ГТД осуществляют путем периодического контроля деталей неразрушающими методами с зачисткой поврежденных участков, выявлением, устранением их дефектов и восстановлением поврежденных участков. Способ заключается в том, что периодически осуществляют контроль зон на корпусе турбины с повышенной возможностью образования трещин как с минимальной, так и с максимальной
Заключение:
1. Рассмотрен контроль дефекта лопаток турбин в процессе эксплуатации и процесс образования трещин
2. Рассмотрена конструкция лопатки газотурбинного двигателя.
3. Рассмотрен способ контроля дефектов и способ ремонта и метод восстановления лопаток
Список использованной литературы:
1. Демин Ф. И., Проничев Н. Д., Шитарев И. Л. Технология изготовления основных деталей газотурбинных двигателей: Учеб, пособие. - М.: Машиностроение. 2002. - 328 с.
2. Скубачевский Г. С. Авиационные газотурбинные двигатели: Учебник для студентов авиационных вузов. М.: Машиностроение, 1969-544 с.
3. Богуслаев В. А., Яценко В.К., Притченко В.Ф. Технологическое обеспечение и прогнозирование несущей способности деталей ГТД. -К.: Издательская фирма «Манускрипт»,1993.-332с.
© Бахир А О., 2021
УДК 624
Варибрус Д.С.
аспирант 3 курса, БГТУ им.В.Г.Шухова
г. Белгород, РФ Заикин Г.А.
студент 4-го курса, БГТУ им.В.Г.Шухова
г. Белгород, РФ
МЕТОДИКА РАСЧЕТА РЕЗОНАНСНОЙ РЕАКЦИИ СООРУЖЕНИЯ НА ПОРЫВЫ ВЕТРА
Аннотация
Существующие нормы проектирования требуют уточнения расчета конструкций на порывы ветра
