Особенности устройства судовых турбокомпрессоров
|
Скачать 413.23 Kb.
|
1 2
| § 2. РЕМОНТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ Составные части турбокомпрессоров для двигателей по степени их износостойкости и подверженности ремонту можно разбить на две группы. К первой группе относятся детали, которые практически не подвергаются износу и работают при правильно проводимом обслуживании длительное время без ремонта, исключая аварийные случаи.  В эту группу входят все детали статора турбокомпрессора (рис. 10), основными из которых являются: составные части корпуса турбокомпрессора со стороны газовой турбины (газо-впускная и газо-выпускная); корпус компрессора; корпусы опорных подшипников, расположенные со стороны газовой и компрессорной сторон турбокомпрессора; глушитель шума, установленный на корпусе компрессора со стороны всасывания наддувочного воздуха. Корпусные детали этой группы изготовляются литыми или сварными, при этом для отливок, применяют серый или легированный чугун марок СЧ:24-44 и ХНММ; алюминиевые сплавы АЛ4, АЛ5 и АЛ9 служат для отливок корпусных частей газовой турбины турбокомпрессора. В последнем случае тот или иной алюминиевый сплав назначается исходя из температуры его старения, которая должна превышать или быть равной температуре выпускных газов, омывающих стенки данной части турбокомпрессора. . Например, при термообработке Т1 температура старения сплава АЛ4 равна 170—180°С, а АЛ5—175—185° С. В некоторых турбокомпрессорах для увеличения срока службы алюминиевых частей корпуса применяют экранирование их внутренних поверхностей листовой сталью марки 1Х18.Н9Т или экран выполняется литым. Сварные корпусные детали изготовляют из листовой стали марок: Ст. 20; 2Xil.3 и 1Х18Н9Т, при этом сварку для получения в сварном соединении необходимой усталостной прочности производят стыковым швом. Сопловой аппарат (рис. 1.1) может быть изготовлен литым, сварным или сборным из отдельных механически обработанных деталей. Литой сопловой аппарат состоит из штампованных или отлитых из жароупорных сталей лопаток с ободами из чугуна марки СЧ24-44. Ободы образуются путем заливки жидкого чугуна в специальные формы. Сопловые аппараты изготовляются, также методом точного литья по выплавляемым моделям из стали 2Х13, ЭИ'69 и других марок жароупорных сталей. При эксплуатации турбокомпрессоров сопловой аппарат подвергается действию высоких температур выпускных газов и может подвергнуться короблению, газовой эрозии и др. Поэтому в ряде случаев его, по результатам дефектации, подвергают ремонту.  Диффузоры (рис. 12) работают в потоке наддувочного воздуха и обычно их изготовляют литыми из алюминиевых сплавов марок АЛ4, АЛ5, АЛ9 и др. с последующей обработкой на копировально-фрезерных станках. При ремонте они подвергаются контрольной проверке и последующей зачистке отдельных забоин и раковин. Таким образом, вышеуказанные детали первой группы подвергаются в отдельных случаях лишь небольшому ремонту и заменяются на новые при значительных короблении и эрозии. Поэтому в число сменно-запасных частей турбокомпрессора они не входят. Вторая группа деталей включает ротор турбокомпрессора, состоящий из двух опорного вала со всеми входящими в него деталями уплотнений и подшипников, рабочего колеса компрессора и газовой турбины. Детали этой группы характеризуются высокими окружными скоростями вращения и температурными напряжениями, возникающими в результате неравномерного поля температур, близких по своей величине к пределу текучести их материалов.  Эта особенность работы деталей ротора турбокомпрессора накладывает высокие требования не только к их механической прочности и жесткости, но и к ремонту и замене. В связи с этим детали второй группы составляют при ремонте турбокомпрессоров основную его часть и могут быть подвергнуты всем видам ремонта, что предопределяет в последующем более подробное изложение технологии их ремонта в сравнении с деталями первой группы. Вал ротора (рис. 13) выполняется цельнокованым, составным или сварным, при этом последняя конструкция вала но изготовлению наиболее экономически оправдана и получила наибольшее применение в турбокомпрессорах нашего и зарубежного производств. Конструкция сварного вала и разделка его швов под сварку представлены на рис. 14. Сварной вал состоит из двух полу валов (сталь марки Ст. 45) и диска газовой турбины, изготовляемого из хромистой стали марки 2Х13. Сварной шов (рис. 14) имеет чашеобразную форму и, во избежание появления трещин на галтелях вала ротора в процессе охлаждения наплавленного металла, расположен в наиболее возможном удалении от них. Для улучшения условий формирования основания сварного шва в разделку под шов, устанавливается, подкладное кольцо, которое при сварке ферритных сталей изготовляется из углеродистой стали, а аустенистых сталей — из этой же марки стали. Указанный на рисунке зазор 1,5—2 мм между диском газовой турбины и полувалом необходим для усадки сварного шва, ибо при отсутствии этого зазора происходит деформация подкладного кольца и, как следствие этого, возникновение нежелательных напряжений в основании шва, что может привести к появлению в нем трещин и потере надежности сварного соединения. Наличие трещин и других дефектов сварного шва устанавливается ультразвуком или рентгеном, а в некоторых случаях используется магнитострикционный метод. Магнитострикционный метод контроля относится к ультразвуковой дефектоскопии и основан на том, что для генерирования ультразвуковых волн используются магнитострикционные (никелевые или ферритные) источники ультразвуковых колебаний с диапазоном частот от 20 до 40 кгц, .вырабатываемых в специальных преобразователях типа ПМ-4,6. Этот метод дефектоскопии  подобен ультразвуковому методу и основан на том, что посылаемые генератором кратковременные электрические заряды поступают на магнитострикционную пластину, которая излучает ультразвуковые волны. При отсутствии дефектов ультразвук проходит через проверяемую деталь и улавливается приемным устройством. Если же на пути ультразвука встретится дефект (раковина, трещина и пр.), то на экране дефектоскопа он будет ясно обозначен.  К валам ротора полой конструкции предъявляются высокие требования по обеспечению одинаковой толщины стенок. Отклонения не должны превышать 1%, так как при большей разностенности в результате нагрева вала имеет место несимметричное поле температур и, как следствие этого, прогиб ротора и возникновение вибрации. Это ведет к нарушению балансировки и даже к выходу из строя опорных подшипников, уплотнений и более тяжелым повреждениям ротора, вплоть до аварии турбокомпрессора в целом. .Рабочие лопатки газовой турбины являются наиболее ответственными и нагруженными деталями ротора, и во многих случаях их состояние определяет надежность и срок службы турбокомпрессора. Поэтому изготовление лопаток и контроль за ними должны проводиться на высоком техническом уровне. Достаточно указать, что чистота обработки пера рабочей лопатки должна быть не ниже V9—V10, при этом на поверхности лопаток не допускается наличие рисок, подрезов, раковин и других дефектов, являющихся первопричинами появления усталостных трещин. Профиль лопаток, определяющий форму межлопаточных каналов рабочего колеса газовой турбины, тщательно контролируются во избежание изменения статической и вибрационной прочности лопаток, а поверхностные и внутренние дефекты в материале лопаток выявляются соответственно цветной дефектоскопией, люминесцентным способом или рентгеноскопией. Рабочие лопатки изготовляются из специальных, жаропрочных сталей точным литьем (по выплавляемым моделям) или из штампованных заготовок с последующей термической и механической обработкой на копировальных станках, или путем фрезерования, Марка стали для их изготовления применяется в зависимости от температуры выпускных газов перед турбиной , и значения напряжений, действующих в лопатке. Так, при напряжениях в рабочих лопатках до 1.3 кгс/мм2 и температуре выпускных газов перед газовой турбиной до 550° С рабочие лопатки и колеса радиальных газовых турбин изготовляются из стали марок ЭИ69, ЭЯ1Т и др.; при 650°С—из стали ЭИ572; при 700° С—из стали ЭИ481, ЭИ612 и ЭИ787; при 750° С—из сплавов на никелевой основе ЭИ765, ЭИ437Б и др. Из практики эксплуатации турбокомпрессоров известно, что трещины и изломы рабочих лопаток колес газовых турбин происходят, в результате недостаточной их вибрационной прочности. Рабочие колеса компрессора (рис. 15) изготовляются из алюминиевых сплавов типа Д1, АК4 и АК.6 или литейных АЛ4 путем отливок ,в кокиль. Колесо компрессора у низконапорных турбокомпрессоров плотно насаживается на вал ротора, на шпонке, а в турбокомпрессорах повышенного напора для этой цели применяют шлицевые соединения. При выходе из строя рабочее колесо компрессора не ремонтируется, а заменяется в заводских условиях на новое.  .Уплотняющие устройства (рис. 16) турбокомпрессоров предназначаются для уменьшения утечек воздуха и выпускных газов через зазоры, а также для изоляции масляных полостей опорных подшипников. Они выполняются в виде лабиринтовых, винтовых (бесконтактный тип) и кольцевых (контактный тип) узлов уплотнений, расположенных на валу ротора. Их или ремонтируют, или заменяют. В отличие от радиальных уплотнений, расположенных на торцах рабочих колес компрессора, данные уплотнения по их расположению на валу ротора турбокомпрессора называются осевыми.  Опорные подшипники (рис. 17 и 18) турбокомпрессоров работают в условиях повышенных температур и знакопеременных нагрузок, создаваемых ротором. В зависимости от типа и вида их могут заменять или ремонтировать в строго установленные сроки первой переборки турбокомпрессора. В турбокомпрессорах отечественного и зарубежного производства применяются подшипники скольжения и качения, причем подшипники скольжения обеспечивают большую надежность и долговечность. К опорным подшипникам предъявляются высокие требования по износостойкости, потерям на трение и обеспечению точной центровки деталей ротора относительно соответствующих корпусов турбокомпрессора при окружных скоростях, достигающих 70м/сек.,  наличии динамических нагрузок от неуравновешенных вращающихся масс ротора, гироскопического эффекта и осевых усилий вызванных потоком выпускного газа. Замена деталей турбокомпрессора на новые из комплекта сменно-запасных частей производится в случаях предельного износа, использования гарантийного срока службы, а также в случаях обнаружения в турбокомпрессоре зазоров и биений сверх допустимых предельных значений. Номенклатура сменно-запасных частей состоит из деталей, которые в соответствии с требованиями ГОСТ 9658—66 поставляются совместно с турбокомпрессорам заводом-изготовителем, туда же входят специальный инструмент и приспособления для сборки и разборки.  Для турбокомпрессоров с газовыми турбинами осевого типа и опорами качения заводы-изготовители поставляют следующие сменно-запасные части: пластины-заготовки для лабиринтовых уплотнений по 3—4 штуки для каждого типоразмера; шарикоподшипники по 1 шт. от каждого типоразмера;уплотнительное кольцо (для контактных уплотнений) —2 шт.; цинковые протекторы с крепежом—1 комплект; крепежные детали (болты, шпильки, гайки, винты и предохранительные шайбы) — 1 комплект. Для турбокомпрессоров с радиально-центростремительной газовой турбиной дополнительно к вышеназванным, включаются бронзовая плавающая втулка, манжеты и уплотнительные кольца. Сравнительно небольшая номенклатура смешно-запасных частей является вполне достаточной для проведения необходимых технических уходов и текущих ремонтов на всем протяжении срока службы турбокомпрессора. § 3. КАТЕГОРИИ И ВИДЫ РЕМОНТОВ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ Приведенные выше данные по отдельным элементам турбокомпрессоров в сочетании с имеющимся ремонтно-технологическим эксплуатационным опытом позволяют установить, что ремонт турбокомпрессора определяется его турбо ресурсом, под которым понимается наступление срока замены ротора вследствие потери им необходимых балансировочных и других рабочих характеристик и неудовлетворительного технического состояния рабочих колес газовой турбины или компрессора. По истечении турбо ресурса производится демонтаж турбокомпрессора с двигателя, разборка и дефектация его деталей, а затем он передается на ремонт в специализированный цех или участок завода. Категории и виды ремонтов турбокомпрессоров, а также перечень сменно-запасных частей обусловливаются неисправностями в системе газотурбинного наддува. Текущий ремонт турбокомпрессоров выполняется каждый раз, когда это требуется по результатам технических осмотров системы газотурбинного наддува, н осуществляется периодически, в среднем после 1000 ч в виде мелкого текущего и после 3000 ч работы—в виде крупного текущего ремонта двигателя. Мелкий текущий ремонт P1 выполняется в объеме профилактического осмотра, который проводится силами судовых команд. При этом ремонте устраняются не плотности соединений в трубопроводах выпускных газов и охлаждающей воды, а также неисправности в креплении турбокомпрессора на кронштейнах двигателя и опорных подшипников на валу ротора. При наличии нарушения посадки подшипников в опорах в радиальном и аксиальном направлениях производится замена опорных подшипников качения из числа запасных. Крупный текущий ремонт P2 заключается в ревизии турбокомпрессора с разборкой и очисткой газовых и воздушных каналов, которая осуществляется в цеховых условиях. К наиболее характерным неисправностям в турбокомпрессоре, требующим проведения ремонта Р2, относятся: местные трещины, свищи и прочие дефекты в корпусных частях турбокомпрессора и корпусах опорных подшипников; задиры (односторонние) вала ротора с его изгибом по причине прекращения подачи смазки или попадания в опорные подшипники посторонних частиц; наличие дисбаланса ротора, который часто возникает вследствие неравномерного отложения нагара сернистых и соляных осадков на его поверхностях; изгиб концов рабочих лопаток газовой турбины и ослабление их крепления с диском вследствие высоких напряжений от растяжения и от изгиба, вызываемых центробежными силами, а также переменных напряжений от вибрации со знакопеременной амплитудой в условиях их работы под действием высоких температур; повреждение и поломка лабиринтовых или кольцевых уплотнений, которые часто происходят вследствие забивания нагаром и вязкой маслянистой массой посадочных зазоров; износ лабиринтовых уплотнений и опорных подшипников, который сравнительно легко обнаруживается по вибрации неисправного турбокомпрессора; выработка цапф вала ротора в опорных подшипниках скольжения или выкрашивание (питтинг) шариков (или роликов) рабочих дорожек в опорных подшипниках качения, первые признаки которых—появление интенсивного характерного шума. В ряде случаев при текущем ремонте один раз за 1000—1200ч работы системы газотурбинного наддува производится разборка компрессорной части турбокомпрессора и очистка последней от шлама и масла, что необходимо для поддержания постоянного давления наддува при номинальной нагрузке двигателя. Следует указать на то, что после такой очистки уже через 500 ч работы системы газотурбинного наддува давление рк снижается в среднем на 0,03 кг-с/см2, а через 10000 ч работы турбокомпрессоров PDH-50 давление наддува уменьшается на 0,07— 0,08 кг-с/см2. Категории текущего ремонта P1 и P2 турбокомпрессора являются основными, без которых невозможна длительная и бесперебойная работа системы газотурбинного наддува. Капитальный ремонт Рз выполняется в заводских условиях после 15000—20000 ч работы системы газотурбинного наддува и обусловливается потерей балансировочно-технических характеристик (увеличение шума и вибрации, понижение числа оборотов и др.), а также выходом из строя одной из основных частей турбокомпрессора, при котором дальнейшая эксплуатация его невозможна. К наиболее характерным первопричинам, вызывающим в последующем проведение капитального ремонта турбокомпрессора, относятся: поломка рабочих лопаток газовой турбины и нарушение рабочих поверхностей ротора, которые происходят вследствие попадания металлических осколков от разрушенных деталей двигателя (оторванные части сопла форсунки, куски разрушенных поршневых колец и т. п.) в проточную часть газовой турбины; выход из строя и заклинивание ротора вследствие коробления соплового аппарата под действием чрезмерно высоких температур выпускных газов. В этом случае радиальный зазор между сопловым аппаратом и рабочими лопатками газовой турбины уменьшается, а расширяющееся наружное кольцо соплового аппарата давит на более холодные стенки корпуса турбокомпрессора, чем вызывается задевание рабочих лопаток газовой турбины о сопловой аппарат, их поломку, изгиб вала ротора и, как следствие, выход из строя турбокомпрессора; нарушение или прекращение подачи смазки в опорные подшипники ротора, что приводит к чрезмерному износу антифрикционного слоя, а в подшипниках качения—к разрушению их составных частей. В этом случае несвоевременная остановка двигателя .приводит к нарушению установленных зазоров между ротором и статором, искривлению линии вала, а затем к его заклиниванию и выходу из строя турбокомпрессора. Следует отметить, что подобные аварийные случаи с турбокомпрессорами происходят крайне редко и капитальный ремонт выполняется также в исключительных случаях, когда отсутствует возможность установить взамен вышедшего из строя запасной турбокомпрессор. |
1 2
Похожие:
 |
Дефектация и технология ремонта турбокомпрессоров Дефектация и ремонт турбокомпрессоров включают в себя разборочно-дефектовочные, ремонтно-восстановительные и сборочные работы, а... |
|
Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Основы... Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» для курсантов... |
|
Профессиональный стандарт Эксплуатация, обслуживание и ремонт стационарных компрессоров, турбокомпрессоров и автоматизированных компрессорных станций |
|
Федор Афанасьевич повышение эффективности эксплуатации главных судовых... Ы при работе автора на судомеханическом факультете Морской государственной академии имени адмирала Ф. Ф. Ушакова и при прохождении... |
 |
В данном дипломном проекте был разработан лабораторный стенд для... Была разработана электрическая принципиальная схема стенда на основе анализа работы устройств защиты. Расчет и выбор элементов произведен... |
|
Содержание Выявить особенности устройства системы питания дизельных двигателей, устанавливаемых |
|
Рабочая программа учебной практики по профессиональному модулю пм.... ПМ. 01. «Эксплуатация судовых механизмов, узлов и агрегатов, функциональных систем» |
|
Распоряжение от 7 апреля 1997 года № мф-34/684 Об утверждении и введении... Службы морского флота Министерства транспорта РФ утвердить и ввести в действие с 1 июля 1997 года "Правила технической эксплуатации... |
|
Инструкция участникам конкурса на право заключения договора на поставку... Заказчик намерен провести конкурс по выбору поставщика на поставку продукции по следующему предмету: поставка судовых дизелей-генераторов... |
|
Содержание 1 введение 2 1 общие принципы построения микроконтроллерных устройств 6 Конструктивные особенности микроконтроллерного устройства беспро-водной передачи цифровых данных протокола midi для концертных электромузыкальных... |
|
Инструкция по эксплуатации особенности устройства Выполненный на основе современных технологий, новая модель 4-х канального цветного триплексного мультиплексора, обеспечивает высокое... |
|
Уведомление о проведении конкурентной процедуры в форме запроса предложений Участников для участия в конкурсной процедуре на поставку з/ч турбокомпрессоров гтт-3М, гтт-12 для нужд Филиала «кчхк» ао «охк «уралхим»... |
|
И функции деталей устройства Внешний вид устройства, приобретенного Вам, может незначительно отличаться от того, который приводится в настоящем руководстве. Однако... |
|
Методические указания по самостоятельной аудиторной/внеаудиторной... Тема: Пневмонии атипичные, этиология, особенности клинического течения, особенности лечения |
|
Профессиональный стандарт Изготовление и ремонт судовых трубопроводов согласно рабочей инструкции, конструкторской и технической документации |
|
Л. Р. Манакина «11» января 2016 г Особенности обучения на уровне начального общего образования, возрастные особенности младших школьников |