Способ контроля состояния рабочих лопаток турбомашины

н, 70095 Союз Советск ннСоцнаттнстнческннРеспубттнк О П И СА".,НМ . ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Заявитель аинский научно. исследовательский инстит природных газов "УКРНИИГАЗ"(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИНЪз ановпатре. ст о.10 ние длительного иородности или эрозии в те времени и составляет 1 - 3%. уменьшение частоты собствен становлено, что х колебании ло то дополнитовую скорост Изобретение относится к области вибрационной диагностики и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, где при. меняются газотурбинные установки, для безраз. борной дефектации рабочих лопаток турбомашины в процессе эксплуатации.Известен способ контроля состояния рабочих лопаток турбомашины путем регистрации мгновенной угловой скорости ротора неподвижным датчиком на частоте вращения ротора, целая кратность которой соответствует частоте собственных колебаний лопаток контролируемой ступени, обработки полученного сигнала и последующего выделения резонансной гармонии из регистрируемого сигнала т 1.К недостаткам известного способа следует отнести невозможность обнаружения трещин в лопатках, наличие которых может привести к разрушению всего ротора турбомашины,Целью настоящего изобретения является повышение качества контроля путем обнаружения трещин в лопатках.Эта цель достигается тем, ельно регистрируют мгновенную утл ь в частотном диапазоне, уменьшенном на ад ную величину, из этого сигчала также выде. ляют резонансную гармонику и при ее нес денни с ранее выделенной судят о наличии щин в лопатке.На чертеже представлены амплитудно-частот. ные характеристики лопатки (А - характерис. тика лопатки с трещиной, Б - характеристика лопатки, годной к эксплуатации).Амплитудно -частотные характеристики по р ены при резонансе основного тока лопатки пятой ступени ротора осевого компрессора га. зотурбинной установки ГТК -10 - 2 с шестой роторной гармоникой.Путем экспериментальных исследований ус. тановлено, что собственная частота лопатки с трещиной значительно меньше, чем для безде. фектной лопатки. Уменьшение собственной частоты "больных" лопаток превосходит значение разночастотности лопаток, которая возникает из.за неизбежной технологической неод.патки зависит от отношения площади трещины в сечении лопатки и площади всего сече. ния тем значительней, чем больше зто отношение. Кроме того, декремент колебаний ло.паток турбомашины определяется в основном аэродинамическим демпфированием и лежит в пределах 0,01-0,1, При таких значениях амплитуда колебаний лопатки достигает мак. симальной величины при частоте возбуждения, близкой к собственной (резонанс).Интенсивные крутильные колебания валопро вода, величину изменения угловой скорости которых можно зарегистрировать, вызываются крутящим моментом при резонансных колебаниях лопаток. При этом максимальное значение амплитуды момента определяется только резонансной роторной гармоникой.Поэтому лопатки с трещинами будут уменьшать соответствующие гармоники крутильных колебаний ротора-и смещать их в сторону уменьшечия частот.Для обнаружения трешин в лопатке измеряют мгновенную угловую скорость на частоте со вращения ротора турбомашины, целая кратность которой близка к собственной частоте колебаний бездефектной лопатки, затем измерение производят для частоты вращения, умень шенной на величину ди . Регистрируемые сигналы поступают в анализатор гармоник, где производится спектральный анализ мгновенной угловой скорости, заключающийся в выделении простых гармоничных составляющих. Затем производят сравнение выделенных гармо. ник по величине. Для того чтобы в лопатке бьшо наличие трещины, необходимо выполне. ние условия:Урез - %доз 0где Ф рез - резонансная гармоника спектракрутильных колебаний; у д, - гармоника спектра, измеренная вчастотном диапазоне, уменьшенном на величину ди.;ди - величина изменения частоты враще.5 ния ротора турбомашины, котораядля каждой ступени определяется экспериментально из амплитудно- частотных характеристик лопаток с трешинамн.1 О Применение данного способа в условияхпромышленной эксплуатации принесет большой эффект при предотвращении возможных поло.мок рабочих лопаток, а следовательно, и всего ротора турбомашины,15Формула изобретения Способ контроля состояния рабочих лопатоктурбомашины путем регистрации мгновенной2 о угловой скорости вращения ротора неподвижным датчиком на частоте вращения ротора,целая кратность которой соответствует частотесобственных колебаний лопаток контролируемой ступени, обработки полученного сигнала25 и последующего вьщеления резонансной гар.моники из регистрируемого сигнала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениякачества контроля путем обнаружения наличия трещин в лопатках, дополнительно регистЗО рируют мгновенную угловую скорость в частотном диапазоне, уменьшенном на заданную ве.личину, из этого сигнала также вьщеляют резонансную гармонику и при ее несовпадениис ранее вьщеленной судят о наличии трещины35 в лопатке.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР по заявке.И 2452560,кл. 6 01 М 7/00, 1977,7007% ома оставитель ехред Н.Б Редактор Л, Гольд а ат орректор Заказ 7378/3 филиал ППГ 1 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 1073 ЦНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж 35, РаПодписноо комитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5