Республика Карелия

 

Москва 2007

ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ УЗЛОВ ГТД И МЕТОДЫ ИХ ВЫЯВЛЕНИЯ НА РАННЕЙ СТАДИИ РАЗВИТИЯ

 

1. Особенности работы компрессора

 

При работе двигателя, на отдельные узлы и детали компрессора действуют различные по величине и направлению силы и моменты от них. Наибольшую нагрузку (растяжение) рабочей лопатки вызывает центробежная сила, зависящая от массы лопатки, радиуса на котором расположен центр её тяжести и частоты вращения ротора. Эти усилия достигают максимального значения в замковой части лопатки. На лопатки компрессора также действуют периодически изменяющиеся силы, вызывающие вынужденные колебания лопатки. Основными причинами периодичности действия сил является: парциальный подвод воздуха к рабочей лопатке из-за наличия спрямляющего аппарата, различный расход воздуха через отдельные каналы (неточное изготовление деталей и наличие стоек ротора). Наибольшая интенсивность колебаний лопатки наблюдается на нерасчетных режимах. Колебания (вибрация) лопатки вызывают значительные усталостные напряжения в них. Появление резонансных колебаний резко увеличивает напряжения в лопатках, что может привести к их разрушению.

В процессе эксплуатации ГТД отмечается возможность появления следующих характерных неисправностей:

- повреждение лопатки посторонними предметами (обрыв лопатки),

- разрушение опор подшипников (заклинивание ротора),

- механический износ деталей проточной части компрессора,

- обледенение входной части двигателя и лопаток ВНА, что

обуславливает уменьшение секундного расхода воздуха и вероятность

механического повреждения рабочей лопатки кусочками льда,

- эрозионный износ лопатки, вызванный наличием пыли (морской

соли) в воздушном тракте, приводит к уменьшению запаса прочности.

Возникновение последних трех неисправностей при работе ГТД, как правило, приводит к помпажу компрессора.

 

2. Характерные дефекты деталей проточной части компрессора

 

Значительный процент отказов двигателей связан с разрушением лопаток компрессора. Основными причинами разрушения лопаток у компрессора являются:

- высокий уровень динамического напряжения,

- недостаточная конструктивная прочность лопатки,

- эрозионный износ лопаток,

- повреждение лопаток посторонними предметами, попадающими в воздушный тракт,

- коррозионное повреждение поверхности лопатки,

- производственные дефекты.

Разрушение лопатки компрессора приводит к помпажу, повышению уровня вибраций и ухудшению характеристик двигателя. Высокие переменные напряжения, возникающие при резонансном колебании лопатки по основному тону (иногда по более высоким тонам), вызывает образование усталостных трещин. Усталостные разрушения происходят не мгновенно, что обуславливает постепенное накопление дефектов в

кристаллической решетке и ограничивает скорость распространения трещин. При достаточной величине усталостных трещин происходит мгновенное хрупкое разрушение лопатки ("долом"). В настоящее время инструментально определить уровень усталостного напряжения невозможно, поэтому лопатки заменяются, как только обнаруживается усталостная трещина. Развитие трещин начинается, чаще всего, с выходных кромок, реже с входных. Иногда они возникают на спинке и корыте лопатки у комлевой части, ближе к замку. При разрушении алюминиевых лопаток компрессора на лопатках турбины образуется налет расплавленного металла в виде светлых пятен, что является признаком повреждения при оценке технического состояния. На двигателе, где имеет место усталостное разрушение лопатки обычно наблюдается существенный разброс напряжений при резонансных колебаниях лопаток:

 

на исправных лопатках:

 

 

Поэтому отношение , рассматривается наряду с максимальным напряжением как диагностический параметр. Оценка напряжений производится с помощью тензодатчиков или путем бесконтактных измерений:

- дискретно-фазовый метод;

- голографический метод.

Эрозионный износ лопаток приводит к уменьшению их хорды и толщины, к снижению усталостной прочности, а также к снижению КПД компрессора и ухудшению других основных характеристик двигателя. Повреждение и износ лабиринтных уплотнений увеличивает осевой зазор, что снижает КПД и запас устойчивости компрессора. Наибольшим повреждениям при эрозии подвергаются входная и выходная кромки, верхняя часть лопаток ротора и статора. При попадании в воздушный тракт посторонних предметов особенно сильно повреждается передняя кромка. Забоины, образующиеся при этом, могут служить центром зарождения усталостных трещин. Коррозионному износу подвержены, в основном, стальные и алюминиевые лопатки. Глубина коррозионного

поражения достигает 0,2 - 0,4 мм и носит, чаще всего, межкристаллитный очаговый характер. Развитию повреждений способствуют прожоги и растягивающие напряжения в поверхностных слоях. Коррозионные повреждения уменьшают предел выносливости на 10 - 30%. Разрушению лопаток компрессора при эксплуатации способствуют производственные дефекты. Наиболее трудно детектируются прижоги поверхности и по-

верхностные растягивающие остаточные напряжения, возникающие при механической обработке. Нарушение геометрии профиля около кромок, отсутствие радиусов у галтелей и низкое качество поверхности снижают предел выносливости более, чем на 20%. Разрушение замков лопаток компрессора носит, в основном, усталостный характер. Этому способствует фреттинг-коррозия (коррозия трения), разрушающая поверхностные слои металла в местах контакта.

 

3. Помпаж компрессора и способы его устранения

 

В процессе эксплуатации двигателя компрессор работает в различных режимах и атмосферных условиях, не соответствующих расчетным. Проходное сечение, подобранное для расчетного режима, в этом случае не соответствует новым значениям параметров воздушного потока, что обуславливает возникновение срывов и завихрений.

Помпажом называется неустойчивая работа компрессора и всего двигателя, возникающая при периодическом срыве воздушного потока с рабочих лопаток и спрямляющего аппарата. Помпаж является одной из наиболее распространенных причин, приводящих к отказу двигателя. Основными причинами возникновения помпажа являются:

1) Резкое увеличение подачи топлива в камеру сгорания (рост температуры газа перед турбиной T_r^*, уменьшение абсолютной скорости воздуха по ступеням компрессора и секундного расхода воздуха через него Gв).

2) Боковой ветер со скоростью выше допустимой (снижение G_B).

3) Неисправности в системе управления перепуском воздуха в компрессоре или поворотом лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) и спрямляющего аппарата (СА).

4) Попадание в газовоздушный тракт посторонних предметов (облом лопаток, заклинивание ротора, резкое снижение Gв).

5) Работа двигателя на нерасчетных режимах.

6) Повышенный износ лопаток (нарушение аэродинамики обтекания).

7) Повышенный уровень турбулентности потока на входе в двигатель.

 

При наступлении помпажа происходят следующие явления:

- возникают колебания давления, скорости и расхода воздуха в газовоздушном тракте;

- возникают колебания температуры газа перед турбиной вследствие импульсного поступления воздуха в КС;

- уменьшается частота вращения ротора, что приводит к уменьшению G_B и степени повышения давления в компрессоре П_К^*.

- самовыключение двигателя из-за нарушения устойчивости горения.

 

Последствия возникновения помпажа..

1) Обгорание или разрушение лопаток турбины из-за повышения T_r^* и возникновения пульсаций воздушного потока.

2) Разрушение лопаток компрессора из-за колебаний параметров воздушного потока с большой амплитудой.

3) Разрушение элементов конструкции двигателя из-за повышенных вибраций.

 

Меры борьбы с помпажом.

1) Плавное изменение числа оборотов ротора турбокомпрессорной группы.

2) Перепуск части воздуха из первых ступеней компрессора в атмосферу или в последующие ступени.

3) Запуск двигателя с наветренной стороны.

4) Установка систем непрерывного автоматизированного контроля за изменением T_r^*и частоты вращения турбокомпрессора.

5) Изменение углов установки лопаток ВНА и СА первых ступеней.

6) Перфорация корпуса компрессора над рабочими лопатками первых ступеней.

7) Установка на двигатель мощного стартера с автономным переключение питания с 24V на 48V (при запуске).

Известно, что помпаж двигателя определяется, в первую очередь, внезапным падением давления Р, возникающим за компрессором и увеличением температуры газов перед турбиной. Это позволяет выполнить датчик помпажа, работающий по следующей схеме, рис.1.

 

4. Параметры и качественные признаки технического состояния компрессора, используемые при его диагностировании

Смотри таблицу 1 приложения.

 

5. Характерные дефекты дисков компрессоров и турбин

 

Основными причинами разрушения дисков являются:

- низкое качество поковки и механической обработки;

- наличие посторонних включений в материалы;

- коррозия поверхности;

- неправильная сборка и несовершенство контроля изготовления;

- эксплуатационные факторы.

По данным бюро безопасности национального транспорта США (NTSB USA), 15% разрушений приходится на вентилятор, 47% - на компрессор и 38% - на турбину, причем, 58% - на набор высоты, 25%

- на взлет и посадку, 15% - на крейсерский режим. Разрушение дисков вызывает на самолете пожар (30%), повреждение топливной системы (15%), крыльев (40%) и кабины (15%). Из этого видно, что разрушение дисков является одним из наиболее опасных отказов двигателя. Сложный профиль дисков, отверстия в полотне и металлургические дефекты, создающие зоны концентрации напряжений, являются очагами усталостного разрушения. Способствующими факторами являются также риски от механической обработки и поверхностные остаточные растягивающие напряжения. Разрушение дисков может быть вызвано перегревом полотна диска в целом, местным перегревом отдельных его элементов или кратковременной статической перегрузкой, в следствии самопроизвольного возрастания оборотов ротора. Перегрев центральной, наиболее напряженной части диска, приводит к повышенной вытяжке. Этому способствуют высокий уровень статического напряжения от действия центробежных сил и пониженный уровень механических свойств материала.

Определение истинных причин разрушения диска сводится к решению следующих задач:

1) Определение числа оборотов в момент разрушения.

2) Определение поля температур, вызвавших пластическую деформацию диска.

(рис.1)

 

3) Определение типа напряженного состояния поверхностного слоя после изготовления (наклеп, растягивающие остаточные напряжения и так далее).

4) Определение величины пластической деформации.

5) Проверочный расчет на прочность по фактическим размерам и механическим свойствам материала.

От действующего термического напряжения при многократных повторах цикла "запуск-остановка" на ободной части диска могут возникать термические трещины, этому способствует наклеп от механической обработки и газовая коррозия по границам зерен.

В замковом соединении лопасти и диска турбины возможно появление усталостных трещин при неравномерном распределении усилий по зубьям "елочного" соединения. В замках также возможно появление фреттинг-коррозии, которая способствует возникновению усталостных трещин.

 

6. Параметры и качественные признаки технического состояния дисков компрессора и турбины, используемые при их диагностировании

Смотри таблицу 2 приложения.

 

7. Особенности работы камеры сгорания

 

В процессе работы ГТД на детали камеры сгорания (КС) действуют газовые и инерционные силы, а также усилия, возникающие вследствие неравномерного нагрева и вибраций. В наиболее тяжелых условиях работает жаровая труба КС температура стенок которой распределена неравномерно как по длине, так и по окружности проточной части, причем на отдельных участках указанная неравномерность достигает 1100 - 1300К. Наиболее сильно нагревается средняя часть жаровой трубы (ЖТ), там, где заканчивается область горения и начинается область смешения газового и вторичного потоков, рис.2.

Для снижения температуры материала ЖТ часть вторичного потока воздуха поступает в её внутреннюю полость через отверстия, выполненные в стенке. Расположение и количество отверстий для подвода вторичного воздуха, определяется при экспериментальной доводке КС. Вторичный поток воздуха, проходя вдоль стенок ЖТ, создает воздушную пленку с пониженной температурой, не давая возможности горячим

газам соприкасаться со стенками ЖТ. Для защиты материала ЖТ от газовой коррозии и создания теплоизоляции внутренняя её поверхность покрывается специальной жаростойкой эмалью.

 

(рис.2)

 

Колебания давления газов (помпажные явления), импульсная подача топлива, вибрационное горение вызывают вибрацию отдельных частей КС и могут привести к

усталостным разрушениям. Для снижения температурных напряжений и повышения вибропрочности крепление ЖТ должно обеспечивать возможность её свободного расширения.

 

8. Характерные дефекты КС

 

Вследствие особенностей протекания рабочего процесса, значительных механических и тепловых нагрузок в процессе эксплуатации ГТД возможно появление следующих дефектов и нарушений работы КС:

1) Срыв пламени и прекращение горения топливо-воздушной смеси. (Помпаж компрессора, снижение массового секундного расхода расхода воздуха, снижение перепада давления в топливной магистрали).

2) Коробление ЖТ и ей прогар. (Помпаж компрессора, снижение массового секундного расхода воздуха, нагар на стенках ЖТ).

3) Образование термических и усталостных трещин на деталях КС.

4) Закоксовывание топливных форсунок.

Термические трещины и деформация вызываются циклическими изменениями температуры и зависят от теплопроводности материала, коэффициента термического расширения, прочности и упругости материала. Возникновению этих повреждений способствует нагарообразование на стенках ЖТ.

Нагарообразование - результат неполного сгорания топлива, вследствие чего частицы углерода осаждаются на деталях газовоздушного тракта. Это приводит к изменению условий охлаждения деталей. Изменение характеристик распыла форсунок при закоксовывании или засорении является причиной значительной неравномерности температурного поля.

Закоксовывание - результат отложения на поверхности форсунок смол и кокса, которые образуются при окислении топлива. Местное повышение температуры может также происходить из-за нарушения процесса смесеобразования и горения топлива в КС, что обусловлено избытком топлива, ухудшением его распыла или уменьшением количества подаваемого вторичного воздуха.

Камера сгорания является источником вторичных разрушений, так как даже небольшие отколовшиеся фрагменты ЖТ вызывают значительные повреждения лопаток и дисков турбины.

Колебания давления топлива в топливной магистрали вызывает колебания давления газа в КС, в результате чего резко возрастают вибрационные напряжения, особенно в том случае, когда частота этих колебаний совпадает с резонансными частотами жаровых труб и корпуса.

 

9. Параметры и качественные признаки технического состояния КС, используемые при её диагностировании

Смотри таблицу 3 приложения.

 

10. Особенности работы газовой турбины

 

Газовая турбина относится к одному из самых нагруженных как в тепловом, так и в механическом отношении узлов ГТД. Условия работы соплового аппарата и корпуса турбины определяются высокими температурами, давлением газов и общей вибрацией конструкции двигателя. На лопатки соплового аппарата действуют следующие силы:

- осевая сила, которая определяется разностью давлений, приложенных к поверхностям лопатки;

- сила, возникающая от разности скоростей потока;

- крутящий момент, вызванный окружной составляющей скорости истечения газов.

На корпус турбины действуют силы и моменты сил, передаваемые от соплового аппарата, а также внутреннее давление газа. Под действием знакопеременных тепловых нагрузок, в материале корпуса возникают значительные температурные напряжения.

Одной из основных причин, осложняющих условия работы лопаток и дисков турбины, является неравномерность полей давлений и температур перед турбиной, уровень которых определяется работой топливных форсунок и возможным помпажом компрессора.

Все это обуславливает возникновение вынужденных колебаний и вибрацию лопаток.

Если принять, что колебания лопаток вызываются лишь наличием соплового аппарата, то при частоте вращения ротора n = 20000об/мин и числе сопловых лопаток z = 39, частота вынужденных колебаний рабочих лопаток составит:

 

f_рл = = = 13000Гц

 

При возникновении резонансных явлений величина динамические напряжения резко возрастает.

Одним из мероприятий, обеспечивающих исключение резонансных колебаний, является бандажирование. Крайнюю опасность представляет собой резкий заброс температуры газов, который наблюдается при запуске двигателя.

В связи с разнотолщинностью стенок лопаток интенсивность их прогрева на различных участках неодинакова, что может привести к возникновению значительных термических напряжений.

Центробежные силы вызывают в материале лопаток, кроме растяжения, скручивание и изгиб действие газового потока также обуславливает изгиб, скручивание, вибрацию, термическое растяжение и газовую эрозию.

 

11. Характерные дефекты лопаток турбины

 

Разрушение рабочих лопаток турбины вызывается, в основном, высоким уровнем переменных напряжений, возникающих при их резонансных колебаниях. Эти колебания возникают по следующим причинам:

- засорение топливных форсунок;

- температурная деформация и коробление лопаток соплового аппарата;

- неравномерность параметров газового потока по окружности проточной части;

- колебания стоек опор подшипников, реактивного сопла и форсажной камеры.

Усталостному разрушению способствует наклеп от механической обработки, коррозия и металлургические дефекты. Повторные термические напряжения, возникающие при запуске, останове и смене режимов работы двигателя приводят к растрескиванию кромок лопаток (в зонах с повышенным градиентом температур).

Перегрев лопаток в процессе эксплуатации приводит к статическому разрушению по перу. Возможны случаи смешанного статико-усталостного разрушения, когда статические напряжения вызывают надрыв, а переменные способствуют переходу к усталостному разрушению.

Усталостному разрушению способствуют следующие производственные дефекты:

- обеднение поверхностного слоя легирующими элементами при неправильной термообработке;

- перенаклеп металла;

- остаточные растягивающие напряжения в поверхностном слое.

Под действием высокой температуры может происходить вытягивание лопатки вследствие ползучести материала. При перегреве лопаток вследствие помпажа или нераскрытия створок сопла при форсаже может происходить интенсивное обгорание лопаток (за 15 - 20 секунд все лопатки турбины могут обгореть на 50% от первоначальной длины).

Разрушение хвостовиков елочного профиля связано в основном с отклонениями геометрии соединения. Разрушению также способствует фреттинг-коррозия на контактирующих поверхностях соединения.

 

12. Параметры и качественные признаки технического состояния лопаток газовой турбины, используемые при их диагностировании

Смотри таблицу 4 приложения.

 

13. Основные дефекты подшипников опор ротора

 

Повреждения и разрушения подшипников могут быть разделены на следующие группы:

1) Разрушения от усталости металла.

2) Повреждения от повышенного износа.

3) Разрушения, вызванные изменением зазоров и посадок между

деталями подшипника и опорами ротора.

4) Разрушения и повреждения из-за недостатка смазки.

Усталостные разрушения проявляются в виде ямок или выкрашивания материала дорожек колец и тел вращения. Этому явлению способствуют:

- дефекты материала;

- неуравновешенность ротора;

- нарушение ТУ при сборке и монтаже;

- прижоги при шлифовании;

- коррозионные повреждения;

- вмятины и забоины.

Основные нагрузки на подшипник определяются центробежными силами от тел качения, поэтому чаще всего разрывается внешнее кольцо. Износ деталей выше допустимого приводит к увеличению радиальных зазоров, что определяет смещение ротора. Чрезмерный износ может вызвать повреждение других деталей, омываемых маслом.

Кроме тел качения, износу подвергаются сепараторные кольца (по причине неправильного монтажа - перекоса).

При некоторых условиях работы возможно проскальзывание внутреннего кольца относительно тел качения из-за наличия радиального зазора. При этом на дорожке качения образуются следы схватывания и наволакивание металла, в результате чего овальность внутренней дорожки достигает 0,1 - 0,2 мм.

Причинами изменения зазоров и посадок в соединениях при работе двигателя являются:

1) Изменение размеров деталей при запуске в условиях низких температур (тела качения нагреваются быстрее колец и может произойти заклинивание подшипника).

2) Проворачивание колец на валу или в корпусе из-за неверной сборки.

При недостаточной смазке (масляное голодание) имеет место оплавление и износ тел качения, наволакивание их материала на дорожки колец, износ сепаратора. При временном прекращении подачи масла беговые дорожки имеют гладкую приработанную поверхность, а наплавленный слой равномерно распределён по окружности.

При масляном голодании тела качения нагреваются быстрее колец, что может привести к заклиниванию подшипника, т. е. возникает скольжение тел качения по беговой дорожке и их быстрый износ. При этом в первую очередь разрушается подшипник средней опоры, то есть происходит смещение ротора в осевом направлении, после чего наступает износ деталей ротора и его резкое торможение. При разрушении подшипника турбины возможно воспламенение масла и пожар в двигателе.

 

14. Параметры и качественные признаки технического состояния подшипниковых опор двигателя, используемые при их диагностировании

Смотри таблицы 5 и 6 приложения.

 

15. Основные эксплуатационные дефекты ротора двигателя

 

Одним из наиболее опасных режимов работы ротора является работа на критических режимах. В этом случае от действия вибраций высокого уровня возможно появление следующих повреждений:

1) Трещины на силовых стойках и силовых элементов корпусов, особенно в деталях из листового материала.

2) Односторонний радиальный износ беговой дорожки внутреннего кольца подшипником качения и его разрушение из-за больших радиальных нагрузок.

3) Разрушение сепараторов подшипников качения из-за больших относительных перемещений сепаратора в подшипнике, вызванных колебаниями опор ротора.

4) Надиры по торцам рабочих лопаток и гребешкам лабиринтных уплотнений.

5) Остаточная изгибная деформация вала.

6) Разрушение штифтовых соединений ротора.

7) Заклинивание ротора в корпусе.

8) Разрушение креплений агрегатов, приборов и трубопроводов на корпусе двигателя, от действия больших инерционных нагрузок.

 

16. Эксплуатационный износ трущихся деталей ГТД, омываемых маслом и основные неисправности системы смазки

 

Интенсивность износа трущихся поверхностей деталей ГТД, омываемых маслом, неодинакова по времени их работы. На рис. 12 показана схема типовой зависимости износа двух сопряженных деталей под действием трения в условиях недостатка смазки.

В процессе приработки сопрягаемых деталей в первые часы эксплуатации двигателя наблюдается интенсивный износ трущихся поверхностей, т. е. увеличение зазора от S ₁ до S ₂.(рис.12).

 

Рис.12

 

 

Далее процесс износа носит стабильный характер и увеличение зазора происходит менее интенсивно. При наработке двигателя τ₃ величина износа достигает предельного допустимого значения, т. к. увеличение зазора более S ₃ приводит к опасному росту динамических нагрузок и может вызвать разрушение сопряженных деталей. Наработка τ₃ соответствует межремонтному сроку службы сопрягаемых деталей.

Применяемые для смазки ГТД минеральные и синтетические масла резко ухудшают свою способность поддерживать износостойкость деталей при обводнении и насыщении топливом. Обводнение приводит к увеличению коэффициента кинематической вязкости при низких температурах, что вызывает снижение интенсивности циркуляции в маслосистеме и ухудшение процесса отвода тепла от трущихся деталей. Насыщение масла топливом ведет к снижению коэффициента кинематической вязкости, что вызывает уменьшение прочности смазывающей пленки. Характерными неисправностями системы смазки являются:

- появление стружки в масле;

- перерасход масла;

- падение или колебание давления масла;

- разжижение или загустение масла;

- перегрев масла.

К основным причинам появления стружки в масле относят:

1) Разрушение подшипников.

2) Износ маслоуплотнительных колец и кольцодержателей.

3) Износ корпуса и барабана масляной центрифуги.

4) Износ деталей приводов.

Причинами перерасхода масла являются:

1) Износ и потеря упругости уплотнительных колец ротора.

2) Износ канавок под уплотнительные втулки;

3) Износ газовых уплотнений ротора.

4) Разрушение трубопроводов.

В качестве основных причин разрушения трубопроводов можно рассматривать повышенный уровень вибрации и наличие повреждений на трубопроводах (забоины, потертости, дефекты сборки и материала). Обычно масляные уплотнения включают комплект угольных и стальных колец, сопряженных по боковым поверхностям. Состояние указанных поверхностей определяет эффективность работы уплотнения.

В большинстве случаев основным методом контроля работоспособности агрегатов маслосистемы служит контроль давления масла на входе в двигатель.

 

17. Параметры и качественные признаки технического состояния ГТД, используемые при диагностировании масляной системы.

Смотри таблицу 7 приложения.

 

18. Характерные неисправности вспомогательных узлов и агрегатов ГТД

 

Детали приводов.

Основными повреждениями деталей приводов являются:

- неравномерный или повышенный износ;

- выкрашивание материала;

- локальный перегрев;

- попадание стружки и других твердых частиц в каналы и на трущиеся поверхности;

Выкрашивание носит усталостный характер, обуславливаемый действием высоких контактных напряжений в поверхностных слоях зубьев. Этому процессу способствуют:

- неравномерное распределение нагрузки по ширине зуба;

- прижоги поверхности при шлифовании;

- искажение профиля зуба при эксплуатации;

- охрупчивание поверхности при неверной термообработке;

К основным причинам разрушения зубьев относятся:

- недостаточная прочность материала;

- высокий уровень вибраций;

- отступление от ТУ при изготовлении;

- износ зубьев;

- заклинивание при недостаточных зазорах и попадании посторонних предметов.

Основными методами диагностирования повреждений являются:

- спектральный анализ масла;

- виброакустический метод.

_Трубопроводы..

Трубопроводы подвержены повреждениям типа вмятин, надрезов, местного износа. При неправильном монтаже возможны трещины от вибрации, скручивания, местный износ. Часть трещин возникает в местах сварных швов и коррозионных повреждений. Возможны разрывы резиновых и бронированных шлангов, особенно в местах заделки.

Основные неисправности выявляются визуально-оптическим методом.

_Корпус и узлы подвески.

В местах приложения концентрированной нагрузки возможна деформация несущих элементов. Наличие овальности и фреттинг-коррозии на посадочных местах свидетельствует о нежелательной вибрации, перемещении сопрягаемых деталей.

Неравномерный износ лабиринтного уплотнения свидетельствует о деформации корпуса и разбалансировке ротора. Повышенный односторонний износ уплотнительных покрытий со смещением в осевом направлении, указывает на общую деформацию корпуса двигателя, возникшую при полетах с большими перегрузками.

 

 

Таблица 1

┌────────────────────┬────────────────────┬────────────────────┐

│Неисправности │Диагностические │Метод │

│(последствия) │ параметры │диагностирования │

├────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤

│ 1 │ 2 │ 3 │

├────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤

│Разрушение лопаток │ Момент отрыва ло- │Виброакустический │

│ (помпаж, │ паток: │ │

│самовыключение │параметры шума и │ │

│двигателя, сни- │вибрации │ │

│жение эффективности │ │ │

│функционирования) │ │ │

├ ┼────────────────────┼────────────────────┤

│ │n (падение), Тг │Газодинамических │

│ │(рост) │параметров │

├ ┼────────────────────┼────────────────────┤

│ │После обрыва │Виброакустический │

│ │лопатки: параметры │ │

│ │вибрации и шума │ │

├ ┼────────────────────┼────────────────────┤

│ │Следы касания, │Визуально-оптический│

│ │разрушений и т.д. │ │

├────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤

│Усталостные трещины │Параметры колебаний │Бесконтактное │

│ │и распределение нап-│измерение колебаний │

│ │ряжений по лопаткам │ │

│ │Параметры вибраций и│Виброакустический │

│ │шума │ │

│ │Параметры трещины │Визуально-оптический│

│ │ │магнитный, │

│ │ │цветной, │

│ │ │ультразвуковой. │

├────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤

│Потеря натяга между │Зазор между полками │Инструментальная │

│антивибрационными │ │прямая оценка зазора│

│полками лопаток │ │ │

│ │Параметры вибрации │Виброакустический │

│ │и шума │ │

└────────────────────┴────────────────────┴────────────────────┘

│Эрозионный износ ло-│КПД компрессора, R, │Газодинамических │

│паток и элементов │Gт, Tт, Gв, n 4рвд 0│параметров │

│конструкции ГВТ │n 4рнд 0 │ │

│(помпаж, ухудшение │ │ │

│характеристик комп- │ │ │

│рессора) │ │ │

│ │Износ эталонной │Инструментальная │

│ │детали или рабочей │прямая оценка износа│

│ │лопатки │ │

│ │Параметры вибрации │Виброакустический │

│ │и шума │ │

├────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤

│Помпаж │n, Gв, Tг, Tг, Gг │Газодинамических │

│(самовыключение, │ │параметров │

│разрушение деталей │ │ │

│ГВТ) │ │ │

├────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤

│Износ втулок в │Зазор │Инструментальная │

│замках лопаток │ │прямая оценка зазора│

│шарнирного типа │ │ │

│ │ │Визуально-оптический│

│ │ │Виброакустический │

├────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤

│Неисправность в │Параметры вибрации │Виброакустический │

│системе управления │и шума │ │

│перепуском воздуха │ │ │

│или поворотом ВНА │ │ │

│(помпаж, самовыклю- │ │ │

│чение, обгорание │ │ │

│лопаток турбины │ │ │

 

 

Продолжение таблицы 1

┌────────────────────┬────────────────────┬────────────────────┐

│ 1 │ 2 │ 3 │

├────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤

│Повышенная утечка │n, Gв, Tк, Tг, Gг │Газодинамических │

│воздуха из │ │параметров │

│компрессора │ │ │

├────────────────────┼────────────────────┼────────────────────┤

│Обледенение лопаток │Выбег ротора │Газодинамических │

│ │ │параметров │

│ │ │Инструментальная │

│ │ │оценка │

└&