Обслуживание и ремонт газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом

1.5.Виды дефектов и неразрушающий контроль ГПА

В общем случае под понятием «дефект» принято понимать каждое несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией (ГОСТ 17102-71).

Дефекты подразделяются на явные и скрытые. Явные дефекты, как правило, обнаруживаются визуально, скрытые - с помощью специальных приборов.

Полное и тщательное проведение дефектоскопии узлов и деталей является первостепенной задачей ремонта. От качества и полноты её выполнения зависит надёжная работа ГПА в течение межремонтного периода. В результате дефектоскопии определяются характер и размер дефектов, что даёт возможность после сравнения с техническими требованиями установить пригодность детали или узла к дальнейшему её использованию, наметить способ ремонта.

Возникновение дефектов связано со следующими причинами.

1. Естественный "износ", происходящий, как правило, в период выработки установленного заводом-изготовителем ресурса работ деталей и узлов.
2. Конструктивный недостаток, являющийся результатом недостаточно полного учёта при проектировании и изготовлении всех действующих в реальных условиях эксплуатационных факторов. Конструктивный недостаток проявляется главным образом в начальный период эксплуатации и устраняется путём изменения конструкции, материалов и технологии производства.
3. Нарушение или несовершенство технологии ремонтно-восстановленных работ.
4. Нарушение Правил технического обслуживания и эксплуатации, например, длительная работа на запрещённых оборотах при повышенной вибрации и температуре подшипников, на загрязнённых масле, газе и цикловом воздухе, невыполнение регламентных работ в установленные сроки.
5. Нарушение правил транспортировки и хранения.

Дефектоскопия включает в себя следующие этапы: подготовка рабочего места, средств измерения и материалов; очистка поверхности дефектируемой детали; выявление и измерение дефектов.

При организации рабочего места для дефектоскопии необходимо выполнять следующие правила:

• устанавливать роторы на козлы с роликовыми опорами;
• лопатки, промвставки и другие малогабаритные детали раскладывать на чистую мешковину;
• обеспечивать свободный доступ ко всем деталям и узлам со всех сторон;
• обеспечивать возможность близкого и безопасного подключения приборов;
• устанавливать стол для приборов и ведения записей;
• приготавливать керосин, чистую ветошь, мел, наждачную бумагу, масло к началу работы на рабочем месте.

Дефектоскопию деталей в условиях КС и ремонтно-технических мастерских осуществляют методом неразрушающего контроля, т. е. без нарушения их к дальнейшему использованию. При выборе метода дефектоскопии необходимо учитывать характер и расположение дефекта, технические условия на отбраковку, материал детали, состояние и чистоту поверхности, форму и размер детали.

Применяют главным образом следующие методы:

Визуально-оптический метод заключается в осмотре с помощью лупы многократного увеличения больших поверхностей и труднодоступных мест деталей из различных материалов для обнаружения трещин, механических и коррозионных повреждений, нарушения сплошности защитных покрытий, остаточных деформаций, изменения характера разъёмных и неразъёмных соединений, течи, следов излома, задеваний. Этим методом можно обнаружить трещины с шириной раскрытия более 0,005-0,01 мм и протяжённостью более 0,1 мм.

Цветной метод основан на проникающих свойствах жидкости и используется для обнаружения открытых трещин, пор, коррозионных повреждений деталей, различных по форме и размерам, изготовленных из магнитных и немагнитных материалов. Технологический процесс определения дефектов этим методом состоит из следующих операций: очистка и обезжиривание поверхности; пропитка поверхности индикаторным раствором; удаление избыточного индикаторного раствора с поверхности для его сохранения только в трещинах; нанесения на поверхность проявителя; осмотр детали и оценка состояния. Цветным методом можно обнаружить трещины в лопатках и дисках, корпусных и крепёжных деталях шириной раскрытия более 0,001-0,002 мм, глубиной более 0,01-0,03 мм и протяжённостью более 0,1-0,3 мм.

Ультразвуковой метод основан на свойстве распространения упругих колебаний в металлах и их отражения от границы раздела двух сред. Этот метод используют для обнаружения внутренних и наружных дефектов в труднодоступных местах у деталей, изготовленных из магнитных и немагнитных материалов. Метод не применим при наличии галтели, отверстий. Этим методом можно обнаружить трещины с шириной распространения 0,001-0,003 мм и глубиной более 0,1-0,3 мм.

Токовихревой метод основан на возбуждении в поверхности детали с помощью датчика вихревого тока, сила которого различна в местах изменения сплошности или свойств металла. Наиболее распространёнными приборами этого метода являются дефектоскопы. Этот метод используют для обнаружения открытых и закрытых поверхностных дефектов у деталей из электропроводных материалов. Метод позволяет обнаружить трещины шириной раскрытия более 0,001 мм, глубиной 0,15-0,2 мм и протяжённостью более 0,6-2 мм.

В том случае, когда по каким-то причинам использование приведённых методов затруднительно, применяют метод травления. Он основан на том, что под воздействием растворов кислот места повреждения растворяются быстрее, чем прилегающая поверхность, и трещины становятся видимыми на блестящем фоне. Для травления деталей из углеродистой и неуглеродистой стали используют 10%-ный водный раствор азотной кислоты.

Простыми способами обнаружения грубых дефектов, не требующих специальных приборов и материалов, является метод керосиновых проб и метод простукивания. Керосин, обладающий хорошими проникающими свойствами, при наличии дефекта выступает на меловой стороне. С помощью простукивания определяют ослабление плотности посадки, ослабление прилегания, нарушение сцепления металлов и т. д. При нарушении сплошности металла - звук дребезжащий и глухой.

Дефектоскопия ротора включает:

• измерение радиального биения с помощью индикатора. Для ускорения измерения желательно замеры вести по нескольким индикаторам;
• осмотр шеек и опорного диска ротора для обнаружения трещин и оценки шероховатости;
• осмотр бочки ротора для обнаружения трещин;
• изменение эллипсности и конусности шеек, а также толщины упорного гребня с помощью микрометра;
• измерение торцевого биения дисков;
• проверку неуравновешенности роторов на балансировочном стенде;
• определение расцентровки роторов ТНД и нагнетателя;
• осмотр места посадки и обода диска методом неразрушающего контроля;
• проверку положения роторов относительно расточек.

• определение натягов между крышками подшипников и вкладышей;
• определение верхних масляных зазоров;
• изменение разбегов роторов;
• измерение толщины колодок упорных подшипников;
• оценку состояния баббитовой заливки.

Дефектоскопия лабиринтных уплотнений включает в себя определение радиальных зазоров с помощью свинцовых оттисков и визуальный контроль состояния.

• выявление с помощью методов неразрушающего контроля трещин на элементах колеса, в особенности в местах соединения лопаток с покрывающим диском;
• визуальный осмотр деталей нагнетателя.

• определение видимых и скрытых дефектов методами неразрушающего контроля;
• проверку боковых зазоров с помощью щупа;
• проверку площадок и места положения контакта зубьев по краске;
• проверку относительного положения осей колеса и шестерни относительно друг друга.

• проверку плотности прилегания опорных лап и зазоров на дистанционных болтах;
• проверку зазоров в шпоночных соединениях;
• проверку коробления горизонтальных фланцев по свинцовым оттискам;
• выявление трещин в корпусах методом неразрушающего контроля;
• проверку плотности и равномерности укладки тепловой изоляции;
• проверку системы охлаждения.

При дефектоскопии лопаточного аппарата измеряют радиальные зазоры направляющих и рабочих лопаток, очищают лопатки для предварительного визуального осмотра на предмет обнаружения явно выраженных дефектов: высокотемпературной коррозии, деформации лопаток. Определяют частоту собственных колебаний рабочих лопаток осевого компрессора. Методами неразрушающего контроля проводят дефектоскопию поверхности лопаток осевого компрессора непосредственно на роторе и статоре без разлопачивания. Особенно тщательно должны контролироваться входные кромки. Обнаруженные дефекты независимо от размера и характера заносятся в ремонтные формуляры.

• задевание лопаток ротора за статор;
• длительная работа в режиме помпажа и запрещённых оборотов;
• увеличение сопротивления всасывающего тракта;
• наличие агрессивных веществ и механических примесей в цикловом воздухе;
• повышение температуры продуктов сгорания перед ТВД;
• ослабление или увеличение натягов в посадочных местах лопаток;
• грубая обработка поверхности;
• повышение твёрдости металла из-за пережога при шлифовке или других видов механической обработки.