Способ определения дефекта горизонтально расположенного ротора турбомашины без вскрытия цилиндра

СООЗ СОВЕТСКИХщюлююеавРЕСПУБЛИН 0% И Р 011) ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ К АВТ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 7 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГЮ ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Авто 1 ское свидетельство СССРУ 892257, кл. Г 01 Р 5/02, 1979.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТА ГОРИЗОНТАЛЬНО , РАСПОЛОЖг,ННОГО РОТОРАТУРБОМАШИНЫ БЕЗ ВСКРЫТИЯ ЦИЛИНДРА(57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить точность определения деФекта ротора турбомашин, имеющие каминные уплотненияДля определения деФекта эксплуатациютурбомашины прекращают, ротор отсоединяют от валопровода и устанавливают на эластичные опоры 7. Счимаютверхние половины каминных уплотненийи на их месте устанавливают приспособления для прикладывания усилий к ротору. Ротор дискретно поворачиваютвокруг собственной оси, а в Фиксированных его положениях нагружаютротор вертикальными усилиями, направленными вниз, изгибающими ротор ираскрывающими деФект 6 при его нижнем расположении, При этом на роторвоздействуютпоочередно вибрационными нагрузками 12, направленными попе-.рек оси ротора, и нагрузками 13,направленными вдоль нее, и измеряютнибрационную характеристику в видерезонансных частот колебаний роторапо собственным Формам и сигналовакустической эмиссии. ДеФект определяют по совпадению максимальныхизменений укаэанных вибрациониых характеристик при поворотах роторавокруг оси. 4 ил.5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, преимущественно энергетического, в частности к способам экс-.плуатационного контроля эа развитием повреждений в турбомашинах.ель изобретения - повышение точ-,ности определения дефекта ротора длятурбоманин, имеющих. каминные уплотнения,На фиг,1 изображена турбомашинас каюддшьдмдд уплотнениями; на фиг.2 "схема распределения нагрузок на ротор; на фиг.3 - схема приема, передачи и переработки сигналов акустической эмиссии; на фиг.4 " приспособление для прикладывания усилия к ротору.Турбоманпшавключает корпус 2, каминные уплотнения 3 н ротор 4. Приспособление 5 для прикладывания усилий к ротору 4 устанавливаются в зоне каминных уплотнений 3. Ротор турбомашдьны,содержащий дефект 6, установлен на эластддчные опоры 7. К ротору прикладывают усилия 8, которые в совокупности с реакциями 9 опор 7 создают ддзгддбадмдш момент 1 О. Воздействие ддзгддбандчего момента 10 и веса самого ротора приводит к раскрытию дефекта 6 при нахождении его в ндджнем положедддддд, Бнбрационные нагрузки прддкладывант к торцам 1 ротора, че-. рецуя нагрузки 12, поперечно направленные к оси ротора и нагрузки 13, направленные вдоль оси.Латчддкдд 1 д воспринимающие сигналы акустической эмиссии, устанавливаются вордах ротора (дЬиг.3), Схема прпед, передачи и переработки сигддалов акустической эмиссии содержит предварительные усилддтели 15, фильтры 6, усилители 17, сумматор 18 сигналов, блок 19 определения координат деддетов, регддстрирующее устройство 2 С.Приспособление для прикладывания усилий к ротору содержит плечо 21, закрепленное в шарнире 22 и опирающееся однддм концом на ротор, а другим концом связанное через тягу 23 с гидродомкратом 24 (Фиг,4). Гарнир 22 связан через стойку 25 с корпусом турбомандддды.Способ осуществляется следующим образом.Турбоманину 1 останавливают, например, в период текущего ремонта (Фиг.1). Корпус 2 не вскрывают, но снимают верхние половины концевыхкаминных паровых уплотнителей 3, Бзоне каминных уплотнений 3 уста-.навливаются приспособления 5 дляприкладывания усидий к ротору 4.Ротор, содержащий дефект 6, отсоединяют от валопровода и устанавливаютна эластичные .опоры 7 в видерезиновых подушек, расположенных поторцам ротора (фиг.2). Эластичныеопоры позволяют возбудить в ротореколебания и дискретно поворачиватьего. Б этих опорах ротор электрически изолирован от корпуса цилиндра.При колебаниях, если происходит задевание ротора о корпус, дамыкаетя электрическая цепь и загорается .дампочка, Однако при нормальной работе схемы, реализунщедд способ, такихзадеваний быть не должно так какмаксимальные амплитуды колебанид ротора не превышают нескочыдих микрон,а минимальные зазоры в проточнойчасти составляют 0,5 мм т.е, на два порядка больше. Ротор дискретно поворачивают вокруг оси и в каждом фиксированном угловом положении проводят следующие испытания. Специальным приспособлением к ротору в зоне камин"ных уплотнителей прикчадывант усилия 8, направленные вертикально вниз.Данные усилия вместе с реакциями 9опор 7 создают момент 10, изгибающий ротор и раскрывающий дефект 6,когда тот находится в нижнем поло,женин. Раскрьдгин дефекта также способствует собственный вес ротора,Кроме того, прогиб ротора можетбыть создан и локальньм температурным нагревом ротора при подаче наротор в его средней части струи горячего пара. К открытым торцам 11 ротора вибратором прикладывают вибрационную нагрузку, чередуя нагрузки12, поперечно направленные к оси ротора, и нагрузки 13, направленныевдоль его оси. При этом измеряют вибрационную характеристику в виде резонансных частот колебаний роторапо низшим четырем-нести собственным формам, а также в виде сигналовакустической эмиссии - количество искорость импульсов. Такие испытанияпроводят до тех пор, пока ротор несовершит по крайней мере три полныхоборота для получения статистически достоверных результатов, При прохождении дефектом нижнего положения1490304(1.) иГ, - функции, зависящие от формы дефекта и формы колебаний,5 где йИ,1 т м и максимальном раскрытии его под действием усилий 8 наблюдается максимальное уменьшение резонансных частот и значения сигналов акустической эмиссии. факт наличия дефекта определяют по совпадению максимальных изменения резонансных частот и сигналов акустической эмиссии.Сигналы акустической эмиссии вос - 10 принимаются датчиками 14, размещенными по торцам ротора, и поступают на предварительные усилители 15 (фиг.3). Затем сигналы проходят через фильтры 16 и усилители 17, а потом поступа ют в сумматор 18 сигналов и блок 19 определения координат дефекта. В блоке 19 по разности интервалов времени прихода сигналов акустической эмиссии от дефекта на датчики пред варительно определяется местоположение дефекта по длине ротора. Полученные сигналы регистрируются устройством 20 типа круговой диаграммы. При этом сигналы из участков ротора в 25 местах приложения усилий к нему отсекаются путем фильтрации сигналов по частоте и величине временного интервала, равного времени прихода сигналов акустической эмиссии из участ ков приложения усилий на два датчика.Характерный размер и местоположе", ние дефекта уточняется по соотношению максимальных изменений резонансных частот и сигналов акустической35 эмиссии. Так, если дефект находится посередине ротора, то по первой форме резонансных частот чувствительность максимальна, а по второй узел колебаний, Сигналы акустичес кой эмиссии по временным интервалам будут равными. Геометрические характеристики дефекта определяются из соотношения: Доэ./ы, = 4,15(Ь /К) (К/1.) (сГ 2) Г(с )Г уменьшение частоты резо-.нансных колебаний;частота резонансных колебаний по 1-й форме; 50глубина дефекта;угловая протяженность трещины;радиус вала ротора в сечении трещины, 55длина ротора; Усилия на ротор создаются гидро- домкратом 24, который передает усилие через тягу 23 на один конец плеча 21 и через шарнир 22 и противо - ьоложный конец 21 на ротор.Изобретение позволяет повысить точность определения дсфекта ротора для турбомашин, имеющих каминпые уплотнения, путем раскрытия дефекта при прогибе ротора под действием вертикальных усилий, путем поочередного воздействия на ротор вибрационными нагрузками, направленными поперек оси ротора и вдоль нее, а также путем дополнительного измерения вибрационной характеристики в виде сигна-. лов акустической эмиссии.Формула изобретенияСпособ определения дефекта горизонтально расположенного ротора турбомашины без вскрытия цилиндра, включающий отсоединение ротора от валопровода, воздействие на ротор вибрационными нагрузками и измерение вибрационной характеристики в виде резонансных частот колебаний ротора по собственным формам в фиксированных положениях ротора при его поворотах вокруг оси и определение наличия дефекта по факту изменения вибрационной характеристики в зависимости от угла поворота ротора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения дефекта ротора турбомашин,имеющих каминные уплотнения, снимаютверхние половины каминных уплотнений,ротор устанавливают на эластичныеопоры, располагаемые по торцам ротора, а в зоне каминных уплотнений кротору прикладывают усилия, направленные вертикально вниз, причем вибра-.,ционные нагрузки к ротору прикладывают поочередно поперек оси ротораи вдоль нее, вибрационную характеристику дополнительно измеряют в видесигналов акустической эмиссии, а наличие дефекта определяют по совпадению максимальных измерений резонансных частот колебаний ротора и сигналов акустической эмиссии,1490304 Составитель С.Кузнецоедактор М.Келемеш Техред Л.Сердюкова орректор С.Черни Заказ 3674/36 Тираж 456 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета го изобретениям и открыти 113035, Москва, Х(-35, Раушская наб., д. 4/ ри ГКНТ СССР издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Прои тве