Способ определения ресурса вращающейся детали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 117030 5 0 5. Бюл. В 28 Ю.Л.Израилев ена Тру плотехн скии иньство С 1976. во СССР 1982.54) (57) УРСА ВР СП АШАЮЩЕ ото ван ерхюо тли в качестве тт жидкость,ственн м фикс м рой ерехода астке п атуры сред ый участок ом идетеля, пости которогосурсе детали повер ти. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный дважды орддового Красного Знамени тческий научно-исследоватеститут им. Ф.Э.Дзержинско(56) 1. Авторское свидетеМф 540183, кл. С 01 М 1/322. Автоское свидетельсИ 962792, кл. С 01 И 3/32 СОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСЯ ДЕТАЛИ, преимуа паровой турбины, п я на контролируемом ости детали образцаакоплению повреждаесудят об остаточном отличающий(5 С 01 М 13/00; Г с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов путем приближения сложнонапряженного нагруженияобразца-свидетеля к характеру нагружения контролируемой детали и обеспечения возможности определения ресурса без останова детали, образецсвидетель размещают в балансировочном пазу детали, причем образец-свидетель имеет полость, заполненнуютекучей средой и ограниченную мембраной, а накопление повреждаемости определяют по изменению вибрационногосостояния детали, вызываемому разрушением мембраны и опорожнением полос ти.2. Способ по п щ и й с я тем, чт чей среды использ пература фазового выше рабочей темп вающей контролиру117031Изобретение относится к машиностроению и может быть использованодля определения ресурса работы роторов паровых турбин без остановки последних при их эксплуатации. 5При эксплуатации паровых турбинв районе ступеней, где происходитфазовый переход рабочей среды и капельная конденсация, повсеместно наблюдается эрозионное повреждение эле- Оментов проточной части. Наибольшиеопасения, как правило, вызывают элементы роторов, поскольку даже небольшие их повреждения способны причинитькаскадные разрушения последующих сту пеней и конденсатора.Больше всего распространены повреждения периферийныхэлементов ротороввследствие капельной эрозии (конденсационные машины) и коррозионного рас 20трескивания (диски турбин с регулируемыми отборами).Известны способы определения ресурса вращающейся детали, преимущественно ротора паровой турбины, пу тем фиксирования на контролируемомучастке детали образца-свидетеля балансировочного груза в виде ампулы,заполненной жидкостью с заданнымзначением изменения дисбаланса 1.1.Способ позволяет контролироватьресурс ротора только с точки зренияего вибрационного состояния.Однако использование такого способа для объективной оценки ресурса ротора затруднено, поскольку ротор может быть подвергнут разрушению не только за счет изменения вибрационного состояния., но и в результате изменения напряженного состоя 40ния верхних слоев детали с учетомвсех видов напряжений.Известны также способы определения ресурса вращающейся детали, преимущественно ротора паровой турбины,45путем фиксирования на контролируемом участке поверхности детали образца-свидетеля, по накоплению повреждаемости которого судят об остаточном ресурсе детали 12 ,50Однако известный способ позволяет организовать наблюдение за темпом разрушения образца-свидетеля эпизодически в моменты останова турбины и, кроме того, в этом случае об разец моделирует одноосное нагружение, а момент разрушения образца не может быть обнаружен средствами вибрационного контроля. Таким образом,достоверность результатов такого способа недостаточна.Цель изобретения - повышение достоверности результатов путем приближения сложнонапряженного нагружения образца-свидетеля к характерунагружения контролируемой детали иобеспечения воэможности определенияресурса без останова детали.Для достижения указанной цели согласно способу определения ресурсавращающейся детали, преимущественноротора паровой турбины, путем фиксирования на контролируемом участкепоВерхности детали образца-свидетеля, по накоплению повреждаемостнкоторого судят об остаточном ресурсе детали, образец-свидетель размещают в балансировочном пазу детали,причем образец-свидетель имеет полость, заполненную текучей средойи ограниченную мембраной, а накопление повреждаемости определяют по изменению вибрационнога состояния детали, вызываемому разрушением мембраны и опорожнением полости,При этом в качестве текучей среды используют жидкость, температурафазового перехода которой выше рабочей температуры среды, омывающейконтролируемый участок поверхности.На чертеже представлен Фрагментпоперечного разреза диска ротора паровой турбины в районе прилива подбалансировочный паз и укрепленный внем образец-свидетель, позволяющийреализовать предлагаемый способ,Образец-свидетель 1 укреплен вбалансировочном пазу 2 контролируемого участка поверхности детали диска 3 ротора паровой турбины (не показаны). Образец-свидетель 1 снабжен полостью 4, заполненной текучейсредой и ограниченной мембраной 5,Образец-свидетель 1 зафиксированв балансировочном пазу 2 диска 3 замковым вкладышем 6. Полость 4 снабжена резьбовым отверстием 7 со сливнойпробкой 8. Мембрана 5 зафиксированаразвальцовкой 9,Установку образца-свидетеля 1 производят следующим образом.Через пробку 8 полость 4 заполняют текучей средой - тяжелой жидкостью, например сплавом Вуда с температурой плавления 70 С, либо смесьюметаллической пудры с полиметилксилоксановой жидкостью - ПМФС 4.3 170305Выбор жидкости для заполнения по- лости 4 осуществляют в зависимости от температуры среды, омывающей деталь в месте установки образца-свидетеля 1. Например, для теплофикационных турбин наибольшая повреждаемость поверхностей дисков отмечена в области фазового перехода рабочего тела - пара при 100- 120 С в зависимости от давления, В этомслу- О чае наибольший эффект .от реализации способа может быть получен при применении сплава Вуда, температура плавления которого ниже температуры Фазового перехода и составляет 70-90 С 5 в зависимости от химсостава. Если Фазовый переход в проточной части турбины происходит при температуре доо80 С, целесообразно полость образца- свидетеля заполнить другой тяжелой 20 жидкостью, например смесью металлической пудры полиметилксилоксацовой жидкости. Заполнение полости 4 может производиться либо с поправкой на объемное расширение, т.е, не в 25 полном объеме полости 4, чибо мембрана 5 может быть рассчитана на нагружение не только массовой силой от находящейся в ней жидкости, но и разностью объемного расширения полости и жидкости в рабочих условиях по сравнению с условиями ее заполнения. Избежать этой дополнительной нагрузки можно поддержанием рабочей температуры в процессе заполнения и герметизации35 полости 4 с образца-свидетеля 1.Установка образца-свидетеляна роторе ничем не отличается от установки штатного балансировочного груза, фиксируемого в балансировочном пазу40 2 замковым вкладышем 6. В одном балансировочцом пазу 2 может быть установлено несколько образцов-свидетелей, отличающихся клк толщиной мембраны 5, так и массой жидкости, на 45 ходящейся в полости. Тем самым может варьироваться напряженное состояние мембраны 5 и время ее разрушения в зависимости либо от скорости поверхностного износа либо от напряЭ 50 женно-деФормированного состояния.форма мембраны 5 может быть несимметричной и смоделирована из условий соответствия напряженного состояния образца-свидетеля 1 и объекта иссле 55 дования. Мембрана может быть не толь170305 едакто овтун одпис 4 иал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,Заказ 4696/38 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Моск