Эксплуатационные неисправности узлов и деталей ГПА ГТК-10-4

Неисправности оборудования

Методы параметрической диагностики

Методы параметрической диагностики по термогазодинамическим параметрам в основном используются для оценки ТС газового тракта ЦБН и ГВТ ГТУ и подразделяются на два класса: методы параметрического контроля и методы многофакторного диагностирования. Параметрический контроль предусматривает оценку эффективности функционирования ГПА по изменению ДП, интегрально оценивающему влияние всех неисправностей проточной части. В то же время многофакторное диагностирование подразумевает наряду с оценкой эффективности функционирования ГТУ и ЦБН в целом распознавание причин снижения эффективности и неисправностей их определяющих. Переход к многофакторному диагностированию требует относительного увеличения числа ДП, а следовательно, и набора КП, подлежащих измерению.

Из вышеперечисленных методов контроля и диагностирования технического состояния ГПА параметрический метод является самым широко применяемым, потому, что легко поддаётся математическому моделированию с помощью классических методов термогазодинамического описания процессов, происходящих в ГПА. Ни один из вышеуказанных методов на сегодняшний день не может достоверно математически описать контролируемый процесс. Поэтому в результате анализа существующих методов контроля и диагностики выбран параметрический метод по термогазодинамическим параметрам, актуальность которого до сих пор остаётся значимой.

Перечень возможных неисправностей ГПА в процентном соотношении представлен в табл. 11.

Таблица 11

Наименованиеузлов и деталей	Число неисправностей от общего количества, %
Направляющие и рабочие лопатки: ОК ТВД ТНД Роторы: ОК + ТВД ТНД ЦБН Рабочее колесо ЦБН Вкладыши подшипников Колодки подшипников Торцевое уплотнение ЦБН Элементы камеры сгорания	7,1 9,4 2,2 1,8 4,8 8,3 1,3 32,3 15,7 12,3 4,8

 

В табл. 12, кроме основных неисправностей приведены их диагностические параметры и методы диагностирования при работающем агрегате.

Таблица 12

Основные неисправности ГПА и методы их диагностирования

Неисправность	Диагностические параметры	Метод диагностирования
Осевой компрессор
Разрушение лопаток	Шум и вибрация, падение частоты вращения вала ОК, рост температуры продуктов сгорания, падение давления за ОК	Виброакустический, термогазодинамический
Усталостные трещины	Распределение напряжения по лопаткам, амплитуда и частота колебаний, параметры вибрации и шума	Бесконтактное измерение колебаний лопаток, виброакустический
Потеря натяжения между антивибрационными полками лопаток	Зазор между лопатками и статором, вибрация и шум, пульсация давления по ОК	Виброакустический, термогазодинамический
Эрозионный износ лопаток, занос проточной части	к.п.д., расход топливного газа, воздуха, степень сжатия	Термогазодинамический, бесконтактное измерение зазора
Камера сгорания
Термические усталостные трещины, деформация, коробление, прогар, растрескивание	Шум и вибрация, температура камеры сгорания (локальная), температура продуктов сгорания перед ТВД	Виброакустический, пирометрический, термогазодинамический
Нагарообразование и, как следствие, возбуждение резонансных колебаний лопаток турбины, КС	Шум и вибрация, локальная температура продуктов сгорания, расход топливного газа	Виброакустический, термогазодинамический
Износ сопрягаемых деталей КС, следы фриттинга	Параметры шума и вибрации, перепад температур по жаровым трубам или по температурному полю перед ТВД,	Виброакустический, термогазодинамический
Засорение горелок	Давление топлива перед горелками, расход топлива, температура продуктов сгорания, температурное поле перед турбиной	Термогазодинамический
Пульсационное горение	Давление топлива перед горелками, в камере сгорания, шум и вибрация, пульсация давления перед ТВД	Виброакустический, термогазодинамический
Турбина
Перегрев материала диска	Неравномерное поле температур	Виброакустический, термогазодинамический
Трещины в пазах диска	Параметры вибрации	Вибрационный
Лопатки турбины
Разрушение лопаток	В момент разрушения параметры шума и вибрации, при дальнейшей работе изменение амплитуды и частоты колебании лопаточного аппарата, падение частоты вращения турбины, рост расхода топлива и температуры продуктов сгорания	Виброакустический, бесконтактное измерение колебаний лопаток, термогазодинамический
Вытяжка лопаток	Надиры на корпусе, зазор между торцом лопатки и корпусом, параметры шума и вибрации, выбег ротора, повышение температуры продуктов сгорания и расход топлива	Виброакустический, термогазодинамический
Обгорание лопаток	Неравномерность температурного поля перед турбиной, повышенная температура продуктов сгорания	Термогазодинамический

Окончание табл. 12

Резонансные колебания лопаток	Амплитуда и частота колебаний, расход топлива перед горелками, температурное поле перед турбиной	Бесконтактное измерение колебаний лопаток, термогазодинамический
Усталостные и термические трещины лопаток	Амплитуда и фаза колебаний	Виброакустический
Перегрев лопаток	Температурное поле перед турбиной	Термогазодинамический
Подшипники
Износ дорожек качения подшипника, разрыв сепаратора, усталостные выкрашивания, проскальзывание	Вибрация н шум, температура корпуса опоры подшипника, температура масла на выходе из опоры, стружка в масле, выбег ротора, радиальный зазор между лопатками и корпусом ОК и турбины, химические и физические параметры масла	Виброакустический, термометрирование, спектральный анализ масла, температура опор подшипников
Износ подшипника скольжения, разрушение, отслаивание баббита, электроэрозия	Вибрация и шум, температура баббита, температура масла на выходе из опоры, частицы в масле, радиальный зазор между лопатками и корпусом ОК и турбины, радиальный зазор в подшипнике, химические и физические параметры масла, пульсация давления за ОК	Виброакустический, термометрирование, спектральный анализ масла, термогазодинамический

 

Следует отметить, что указанные неисправности в табл. 12 как предполагаемые уточняются визуально-оптическим, магнито-порошковым, вихретоковым и др. методами при разборке агрегата или при его останове. Анализ табл. 12 показывает, что выбор термогазодинамического метода является правильным и обоснованным.