Способ контроля износа конструктивных узлов в электрических машинах

едовательскии и Всесоюзный нститут судеб энергетики тельский и и В. И. Иванов иагност вреждении.кл. 310 в ,М 34288(54) СПОСОБ КОНРУКТИВНЫХ УЗМАШИНАХ НОСА КОНСТ- ЕКТРИЧЕСКИХ РОЛЯОВВЭ ров.Цель мативнос рощениеНа ф вские сп частиц и турбоген оси абсц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Коллакот Р, ДМ,; Мир, 1989.Патент США1966. Изобретение относится к технической диагностике, а именно к диагностике очагов истирания конструктивных узлов внутри работающих электрических машин, и может быть использовано для контроля процессов износа деталей или узлов и других устройств, внутри которых циркулирует газ,В электрических машинах основным диагностическим признаком истирания в активной зоне является наличие в охлаждающем газе пылевидных частиц изоляции обмотки статора. О начале процесса истирания обмотки свидетельствует появление частиц покровной эмали и асбеста, о конце, т. е. о возникновении аварийного состояния - появление частиц меди в результате износа медных токоведущих частей обмотки, Наличие частиц слюды в газе свидетельствует об износе диэлектрического барьера корпусной изоляции статора, При(57) Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для контроля процессов износа деталей или узлов внутри работающих электрических машин. Целью изобретения является повышение информативности и достоверности контроля и упрощение технологии его проведения, Способ включает отбор газовой среди, контактирующей с узлами машины, выделение из нее твердых продуктов износа на фильтре, их визуально-оптический анализ, дополнительное. выделение высокодисперсных продуктов износа на отдельном улавливающем элементе, проведение морфологического, элементного и фазового анализов всех продуктов износа и идентификации поврежденных узлов. 5 ил,вибрации сердечника статора в газ поступают микрочастицы стали (железа). В газ также могут поступать частицы стекловолокна, смолы, латуни, сплавов на основе алюминия, и т. д. Из-за малых величин взаимных перемещений соприкасающихся элементов продукты износа в основном являются микрочастицами, т. е, высокодисперсными частицами микронных и субмикронных размеров, однако возможно появление более крупных частиц размером до миллиметизобретения - повышение инфорти и достоверности контроля и уптехнологии его проведения, иг. 1-5 представлены рентгеноектрограммы элементного состава зноса, полученные при контроле ераторов ряда электростанций, На исс спектрограмм отложены значения энергии рентгеновского излучения, наоси ординат - интенсивность излучения вотносительных единицах. Каждый пик соответствует определенному химическому элементу, название которого обозначенохимическим символом.Способ контроля износа конструктивных узлов в электрических машинах осуществляют следующим образом,Отбор газовой среды, контактирующийс узлами машины, производят с помощьюустройства для отбора твердых частиц изгаза, снабженного улавливающим элементом и фильтром. Это устройство присоединяют, например, к пробоотборномувентилю газового поста турбогенератора сводородным охлаждением, после чего вентиль открывают и в устройство направляютгаз. Время экспозиции составляет около 20мин, во время которого твердые продуктыизноса оседают на фильтре и улавливающем элементе. По окончании экспозициизакрывают вентиль, отсоединяют устройство, устанавливают в него новый фильтр, поворачивают улавливающий элемент,переходят к следующему генератору.Применяя побудители. расхода, например вакуумный насос, электроаспиратор ит. пможно производить отбор проб продуктов износа с помощью устройства изэлектрических машин, имеющих воздушноеохлаждение: гидрогенераторов, крупныхэлектродвигателей,После отбора проб проводят морфологический, элементный и фазовый анализычастиц, собранных на улавливающем элементе и на фильтре,Для этого улавливающий элемент помещают в камеру образцов растровогоэлектронного микроскопа и исследуют морфологические особенности микрочастиц, приэтом регистрируют спектр возникающегорентгеновского излучения с помощью энергодисперсионного анализатора, получаютспектрограммы и по ним устанавливаютэлементный состав микрочастиц (фиг, 1 - 4).После проведения морфологического иэлементного анализа пробу микрочастиц сулавливающего элемента исследуют в рентгеновской камере для определения фазового состава микрочастиц.Фильтры с собранными на них частицами исследуют с помощью оптическогомикроскопа (например, бинокулярного стереоскопического), определяют цвет, форму. и материал частиц, подсчитывают их число,Затем фильтры устанавливают в держательобразцов, облучают участок фильтра с собранными частицами пучком рентгеновскихлучей и, регистрируя флуоресцентное рент 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 геновское излучение, получают спектрограммы и определяют элементный состав в целом всей массы частиц (фиг. 5).Идентификацию поврежденных узлов проводят путем сравнения установленного элементного и фазового состава частиц износа с составом эталонных образцов материалов.П р и м е р 1. С помощью электронного микроскопа при исследовании проб микро- частиц, отобранных из шести турбогенераторов мощностью, 800 М Вт однойэлектростанции, было установлено, что впробе первого генератора присутствует большое число микрочастиц слюды, тогда1737314 30 Са. 9 х 10 Я Гиерг Фиг,1 роле микрочастицы. эмали исчезли, вместо них появились микрочастицы слюды,П р и м е р 4, На третьей электростанции на турбогенераторе мощностью 300 МВт были отобраны частицы из водорода на 5 улавливающей элемент и на фильтры. Рентгенофлуоресцентный анализ частиц, собранных на фильтре, показал (фиг, 5), что они в основной своей массе состоят из частиц железа (нелегированной стали), неболь шого числа частиц немагнитной стали (комплекс, состоящий из химических элементов Ге, Й, бг, Мп, при этом содержание никеля превышает содержание хрома и марганца), и небольшого числа частиц лату ни, На основании этого анализа сделано заключение от истирании стальных конструкций, предположительно в зоне нажимной плиты сердечника статора и о слабом истирании латунных труб газоохладителя, 20 Заключение подтвердилось, когда во время ремонта при внеплановом останове энергоблока было найдено и устранено распушение и выкрашивание сегментов крайних пакетов активной стали. 25 Способ может быть реализован в любоевремя эксплуатации турбогенератора. Использование предлагаемого способа контроля износа конструктивных узлов в электрических машинах позволяет, по сравнению с известными, повысить его информативность и достоверность, упростить технологию его проведения. Кроме того, способ позволяет осуществить оперативную раннюю диагностику износа конструктивных узлов, повышая надежность работы электрической машины, предотвращая тем самым возникновение аварий и уменьшая объем ремонтных работ.Формула изобретения Способ контроля износа конструктивных узлов в электрических машинах, включающий отбор газовой пробы среды, контактирующей с узлами машины, выделение из нее твердых продуктов износа на фильтре, их визуально-оптическое исследование и идентификацию поврежденных узлов, отл ич а ю щий с ятем, что, с целью повышения информативности и достоверности контроля, упрощения технологии его проведения, дополнительно выделяют высокодисперсные продукты износа на отдельном улавливающем элементе и проводят их морфологический, элементный и фазовый анализ.35 40 45 50 Составитель А,СондорТехред М,Моргентал Корректор С. Шевкун Редактор Э.Слиган Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1885 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5