4.4 Дефекти робочих дисків турбіни.

У турбіні при експлуатації через наявність нерівномірності потоку завжди є сили що змушують, що викликають коливання РЛ. Внаслідок коливань РЛ в них виникають динамічні напруги, що сприяють накопиченню втоми, і за певних умов призводять до втомного руйнування РЛ і дисків. Рівень динамічних напружень залежить від режиму експлуатації і конструктивних особливостей проточної частини. Диск турбіни отримує великі навантаження за рахунок відцентрової сили, що діє на лопатки. Крім того отвори для коренів лопаток діють як концентратори напружень і збільшують навантаження на диск. Додатковим діючим фактором з боку лопаток є наявність коливань, що викликають тріщини в місцях збірки. Такий самий тип пошкоджень притаманний у місцях з’єднання диска і валу 4 (Рисунок 12). Небезпека виникнення таких пошкоджень також пов’язана з високим крутним моментом, що передається від валу. Невелике ослаблення затяжки болтів може призвести до непередбачуваних наслідків. Внутрішні тріщини 2 в замках лопаток і внутрішньої структури 1 диска також викликає перешкоди для роботи двигуна. Вони з’являються через циклічне навантаження диска лопатками, викликане їх коливаннями. На відміну від компресора в турбіні спостерігаються дефекти причина виникнення яких є вплив високих температур зі сторони газового потоку який нагрівається в камері згоряння. До подібних дефектів відносяться корозія і нагар.

1. - внутрішня тріщина; 2 – поверхнева тріщина; 3 – зона що піддається стиранню від кореня лопатки; 4 – зона що піддається фретинг – корозії.

Рисунок 12. Типові пошкодження диску

4.5 Методи усунення пошкоджень робочих дисків турбіни

Диски є одним із наймасивніших і відповідальних деталей вони сприймають велику кількість навантажень в порівнянні з іншими деталями, це впливає на дефекти , що виникають в дисках і відповідно на потрібні методи ремонту. Так як диски є найвідповідальнішими деталями, всі заходи ремонту повинні бути направленні на відновлення і підтримання їх надійності.

Нагар по можливості усувають травленням поверхні, тобто видалення пошкодженого шару матеріалу хімічними способами. Однак в деяких випадках дефект проникає всередину матеріалу і шляхом травлення його повністю усунути не вдається. В цьому випадку його приходиться усувати механічно це виконується шляхом обдуву матеріалу піскоструйною сумішшю або такими ж способами як і видалення інших дефектів (подряпин, рисок, зносу, корозії). До таких методів відноситься шліфування, полірування, притирання поверхні.

В деталях окрім дефектів що усуваються механічним шляхом, існують дефекти які неможливо видалити лише механічно. Видаливши дефект іноді потрібно відновлювати поверхні деталей, так як розміри цих деталей вже не відповідають вимогам креслення і дана деталь вже не зможе виконувати свої функції. Для відновлення поверхонь використовують наплавку ( аргонно-дугову). Цей спосіб дозволяє відновити поверхню, а наступна механічна обробка дозволяє відновити розмір який вимагається кресленням, що дозволить повернути деталі її працездатність.

4.6 Збірка турбіни двигуна і її тестування

Збірка буває вузлова, загальна горизонтальна і вертикальна на стапелях, обв’язка. Збірка ротора турбіни:

1. Зовнішній огляд деталей що надійшли на збірку;

2. Підбір лопаток по тангенціальних люфтам;

3. Шліфування торців лопаток;

4. Визначення вагового моменту лопаток;

5. Розподілення лопаток по пазам диска;

6. Запресовка дисків першої і другої ступені і валу на пояски один одного з встановленням між ними втулок для передачі крутного моменту.

7. Стягування дисків і валу болтовими з’єднаннями;

8. Монтаж на вал лабіринтних кілець, внутрішнього кільця і їх кліплення гайкою;

9. Динамічне балансування.

Тестування і випробування в основному проводяться на моровипробувальних станціях і на стендах. Випробування проводяться з метою довести що ремонт пройшов успішно і агрегат готовий до експлуатації. Для турбіни тестування відбувається на повністю зібраному двигуні. Послідовність дій під час випробування турбіни:

1. Запустити двигун і розігріти його;

2. Керуючи дросельними характеристиками двигуна, перевести важіль з положення холостого ходу на зліт протягом 1-2 хв.

3. Протягом прискорень двигуна рівень вібрації і всі необхідні характеристики повинні бути перевірені і не перевищувати граничне значення на будь-якому етапі.

Якщо результати тестування позитивні то двигун дозволяється використовувати для подальшої експлуатації.

Висновки

У роботі був проведений аналіз структури газотурбінного двигуна, а саме робота турбіни; операція розбирання та збирання, діагностика двигуна, проведено аналіз можливих дефектів, що виникають під час експлуатації, а також способи усунення цих дефектів і відновлення працездатності деталей.

Більшість дефектів лопатей турбіни пов'язані з ерозією внаслідок дії газового потоку і термічної втоми, що виникає внаслідок тривалої дії високих температур.

Список використаних джерел

1. Конструкция и летная эксплуатация двигателя НК-8-2У. М., «Машиностроение», 1978г-144 с., Автор: Тимофеев Н.И

2. Макин Ю.Н., доктор технических наук, профессор. Ремонт элементов авиационных двигателей.

3. Двигатель НК-8-2У Руководство по технической эксплуатации. Книга 1.

4. http://storage.mstuca.ru/bitstream/123456789/4353/1/РАБОЧИЕ%20ЛОПАТКИ%20АВИАЦИОННЫХ%20ГТД.%20ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ%20ПОВРЕЖДАЕМОСТЬ%20РАБОЧИХ%20ЛОПАТОК.pdf;

5. Бессуднов И. А. Диссертация. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ РЕМОНТА ГАЗОТУРБИННЫХ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ.

6. [Електронний ресурс] Режим доступу http://www.nppuast.com/gpat.htm

7. [Електронний ресурс] Режим доступу http://www.rsatu.ru/arch/diss/bessudnov_ia_diss.pdf