Диагностирование по концентрации продуктов износа в масле

Данный метод осуществляется на земле в лабораторных условиях в виде спектрального анализа проб масла, феррографического и гранулометрического анализов, а также определение марки материала продуктов износа [16]. В процессе спектрального анализа определяются концентрации в масле металлов, из которых состоят частицы износа. Как правило, определяется содержание железа и меди, реже серебра. Феррографический анализ позволяет выявлять размеры, форму и количество крупных частиц в масле. По этим параметрам можно составить картину характера повреждения трущихся поверхностей.

При гранулометрическом анализе определяется общая загрязненность масла любыми частицами с определением их размеров, количества и соответствие нормируемому классу чистоты масла по ГОСТ 17216-2001.

Периодичность отбора проб масла устанавливается не реже, чем через 200 часов полета. Пробы масла берутся через 15…40 минут после остановки двигателя, пока частицы износа находятся во взвешенном состоянии. При возрастании содержания продуктов износа в масле отбор проб производится чаще. Для определения концентрации продуктов износа в масле на авиапредприятиях преимущественно используются установки двух типов:

- установка типа МФС-7 (многоканальный фотоэлектрический спектрометр), основанная на применении эмиссионного спектрального метода;

- установка БАРС-3 (бездифракционный анализатор рентгеновский скоростной), основана на реализации рентгеноспектрального метода определения содержания продуктов износа в рабочих маслах.

Рассмотрим схему работы установки типа МФС. Она предназначена для возбуждения эмиссионных спектров и регистрации сигналов, вызванных излучением спектральных линий различных элементов, находящихся в работавшем масле. На рис. 43 показана принципиальная схема установки МФС-7.

 

Рис.43. Схема спектрометра МФС-7 [16]

 

При спектральном анализе пробы масла сжигают в электрической дуге. В основу работы установки положен метод эмиссионного спектрального анализа, использующий явление свечения газа или пара исследуемого вещества в результате нагревания его до температуры выше 1000ºС. Свечение через усилительную линзу поступает в полихроматор, где установлена дифракционная решетка, разлагающая спектр излучения на составляющие по длинам волн. Излучение с определенными длинами волн фокусируется в виде спектра на сферической поверхности полихроматора. В сфере имеются девятнадцать узких щелей, через которые излучение с определенными длинами волн попадает на катоды фотоэлектронных умножителей (ФЭУ).

Электрический сигнал с каждого ФЭУ соответствует определенной длине волны или части спектра и пропорционален интенсивности свечения, а следовательно, концентрации продуктов износа. Управляющее устройство (УУ) управляет работой установки и обработкой сигналов. Вычислительное устройство (ВУ) обрабатывает полученную информацию и передает на устройство индикации (УИ). В составе УИ имеется цифропечатающее устройство и цифровой вольтметр.

Установки типа МФС позволяют с высокой точностью определять концентрацию 10 элементов (железо, медь, серебро, алюминий, свинец, кремний, магний, хром, никель, олово).

Время обжига масла составляет 20…25 с. Продолжительность анализа одной пробы масла составляет 3 мин.

При достижении концентрации одного из элементов износа предельного уровня, дальнейшая эксплуатация двигателя приостанавливается до выяснения причин и источника поступления продуктов износа в масло. По химическому составу продуктов износа возможно установить те группы деталей двигателя, неисправность которых может служить причиной повышения концентрации металла в масле:

- Fe – тела качения, обоймы и сепараторы подшипников, шестерни, рессоры и детали уплотнений;

- Cu – подпятники, маслоуплотнительные кольца, бронзовые и латунные сепараторы подшипников, омедненные шлицы рессор;

- Al, Mg – корпуса и детали агрегатов маслосистемы и системы суфлирования, корпуса коробок приводов и их крышки.

Исследуя комбинации элементов продуктов износа в зависимости от наработки, возможно устанавливать адрес неисправности и, в определенной степени, прогнозировать техническое состояние двигателя.