Способ поузловой трибодиагностики авиационной техники по параметрам частиц изнашивания



Способ поузловой трибодиагностики авиационной техники по параметрам частиц изнашивания
Способ поузловой трибодиагностики авиационной техники по параметрам частиц изнашивания

 


Владельцы патента RU 2491536:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" (RU)

Использование: для определения технического состояния двигателей, машин и механизмов. Сущность: заключается в том, что выполняют отбор пробы масла, предварительную ее подготовку и введение в спектральный источник снега, регистрацию оптических сигналов излучения, при этом отобранную со штатного места слива пробу масла и смыв с основного фильтра тщательно перемешивают и разделяют на две части, вторую часть пробы масла дополнительно анализируют рентгенофлуоресцентным анализатором с капиллярной оптикой одновременно с регистрацией в спектральном источнике света, затем информацию с обоих приборов обрабатывают программой, которая сравнивает уровень измеренных параметров с параметрами статистической эталонной модели исправного двигателя, выделяют диагностические признаки дефекта и выдают информацию для принятия диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя, которая поступает в общую базу данных. Технический результат: нахождение новых диагностических признаков обнаружения дефектов на ранней стадии их развития. 2 ил.

 

Изобретение относится к способам определения технического состояния двигателей, машин и механизмов по характеристикам металлических частиц износа, обнаруженных в смазочных маслах, топливах и специальных жидкостях.

Известны различные способы определения технического состояния двигателей: по отдельным характеристикам износных частиц: концентрации микропримесей металлов в смазочном масле, топливе и специальных жидкостях; индексу износа; по числу износных частиц; их форме Первая международная конференция «Энергодиагностика» Сб. трудов, М., 1995 г., т.3, стр.120-152/.

Известен способ рентгеновского флуоресцентного анализа материалов /Патент РФ №2372611 G01N 23/223 2009 г./, в котором разбавляют образец анализируемого материала в контролируемом соотношении не содержащим определяемых элементов разбавителем, облучают образец рентгеновским излучением, измеряют интенсивности рентгеновских флуоресцентных линий определяемых элементов и рассчитывают его состав по измеренным интенсивностям, при этом в качестве разбавителя используют соединения элемента, край поглощения которого расположен между аналитической линией основного определяемого элемента материала и краями поглощения остальных определяемых элементов.

Ближайшим аналогом является способ определения микропримесей металлов в смазочных маслах, топливах и специальных жидкостях /Патент РФ №2118815 G01N 21/73, 1996/, заключающийся в том, что предварительно подготавливают образцы сравнения и пробу масла, отобранную из маслосистемы двигателя, пробу вводят в спектральный источник света, со скоростью, обеспечивающей с заданной вероятностью раздельную во времени регистрацию сигналов от каждой частицы анализируемой примеси, при этом вводят пробу в виде аэрозоля путем распыления в плазмотрон, регистрируют оптические сигналы излучения одновременно по двум. или более измерительным каналам, каждый из которых настроен на аналитическую спектральную линию своего химического элемента, преобразуют оптические сигналы в электрические импульсы, измеряют их, определяют массы отдельных элементов находящихся в виде металлических частиц износа и в виде раствора по величине импульсов, величине равновесного сигнала и градуировочным характеристикам, при этом для сигналов, зарегистрированных одновременно на двух или более каналах, определяют элементный и стехиометрический состав соответствующих частиц.

Недостатком известных способов является то, что используемые в настоящее время в трибодиагностике рентгеноспектральные методы позволяют оценивать состав металлических частиц, начиная с размера 2 мм. При этом предварительно частицы выделяются из масла, промываются и высаживаются на подложку.

Атомно-эмиссионный сцинтилляционный спектрометр за одну экспозицию длительностью 10 минут позволяет измерять несколько параметров частиц изнашивания, в том числе элементный состав частиц при их размерах от долей микрометров до 60-80 микрометров.

Состав частиц размером от 80 мкм до 2 мм современными диагностическими методами оценить не предоставлялось возможности.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего найти новые диагностические признаки обнаружения дефектов на ранней стадии их развития.

Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем отбор пробы масла, предварительную ее подготовку, и введение в спектральный источник света, регистрацию оптических сигналов излучения, отобранную со штатного места слива пробу масла и смыв с основного фильтра, тщательно перемешивают и разделяют на две части, вторую часть пробы масла дополнительно анализируют рентгенофлуоресцентным анализатором с капиллярной оптикой, одновременно с регистрацией в с спектральном источнике света, затем информация с обоих приборов поступает в общую базу данных, где ее обрабатывают программой, которая сравнивает уровень измеренных параметров с параметрами статистической эталонной модели исправного двигателя, выделяет диагностические признаки дефекта и выдает информацию для принятия диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя, которая поступает в общую базу данных

Способ осуществляется следующим образом:

Схема проведения анализа показана на Фиг.1, где 1 - проба масла с частицами изнашивания различных размеров, 2 - сцинтилляционный анализатор масла, измерение параметров частиц размером от 0 (растворенный металл) до 80 мкм, 3 - рентгенофлуоресцентный анализатор с поликапиллярной оптикой, измеряющий параметры частиц изнашивания от 50 мкм и выше, 4 - база данных, 5 - рекомендации по принятию диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя.

Проба масла (технической жидкости), отбираемой со штатных точек слива, тщательно перемешивают и разделяют на две части, одна часть пробы анализируется сцинтилляционным спектрометром 2, другая - рентгенофлуоресцентным анализатором с поликапиллярной оптикой 3.

Сцинтилляционный анализатор 2 согласно предписанной ему методике измеряет параметры металлических частиц изнашивания в диапазоне их размеров от О (растворенные элементы) до 60-80 мкм, в зависимости от элемента. Верхняя граница определяется полнотой испарения металлической частицы в воздушной плазме атмосферного давления.

Рентгенофлуоресцентный анализатор 3 измеряет параметры частиц изнашивания в диапазоне размеров от 50-80 мкм до массивных частиц размером в несколько миллиметров.

Информация с обоих приборов поступает в базу данных, где анализируется специальной программой, которая сравнивает уровень параметров с параметрами статистической эталонной модели исправного двигателя и выдает информацию для принятия диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя.

При диагностике авиационных двигателей для оценки технического состояния узлов трения, омываемых маслом, измеряют уровень параметров металлической примеси, накапливаемой в масле. Сцинтилляционный атомно-эмиссионный метод позволяет измерять параметры частиц изнашивания в пробах масел или смывах с маслофильтра. При этом измеряется большое число параметров, что способствует выявлению дефекта на ранней стадии его развития, когда размер частиц не превышает 70 мкм. Результаты измерений представляются в виде протокола.

Протокол № ts5393

сцинтилляционного: анализа частиц износа

Двигатель: д30кп №: 43079

Номер борта: 76380 Номер силовой установки: 2

Организация: Аэрогруз

Наработка СНЭ (часы): 0 (полетные циклы) 0

Наработка ППР (часы): 1554 (полетные циклы) 0

Продукт отбора пробы: мс8п

Точка отбора пробы: ЗКП

Дата отбора пробы: 17.10.2011

Дата анализа: 17.10.2011

Количество проведенных параллельных…2

Коэффициент шума 4.23 Модуль D 4.18

I. Параметры частиц износа

Элемент N, см3 Nпр, см3 Ср, г/т Сч, г/т С, г/т D, мкм
Al 2.5 2.5 0 0 0 8.9
Cr 6 4.5 0.57 0 0.57 3.18
Ni 1.5 1 0 0.08 0.08 13.56
Mg 39 37.5 0 0.01 0.01 6.34
Fe 81 75.5 3.93 0.04 3.98 4.68
Cu 1689.5 1620 0.92 0.4 1.32 3.69
Ag 1427 1358.5 0.35 0.25 0.6 3.14
V 0 0 0 0 0

II. Состав и количество сложных частиц

Состав сложных частиц Количество
Cu-Ag- 65.5
Fe-Cu- 2.5
Fe-Ag- 1.5
Cr-Fe- 1
Cr-Mg- 0.5
Mg-Cu-Ag- 0.5
Mg-Fe-Cu- 0.5
Ni-Cu- 0.5

Комментарий

1. Причина взятия пробы - Табло "Стружка в масле". Обильная стружка на фильтроэлементах МФС, ЦВС, доп. фильтре. Пробы масла слиты с холодного двигателя. Результаты сцинтилляционного анализа масла указывают на большое количество частиц хрома, меди и серебра, а также на значительные содержания Fe, Cu и Ag. Огромно количество сложных частиц Cu-Ag (уровень ДСД).

Выводы

Возможна неисправность одного из подшипников трансмиссии, вероятнее всего ТВД.

С развитием дефекта размер частиц увеличивается до 100 и более микрометров, где сцинтилляционный метод бессилен.

Часть пробы, содержащая более крупные частицы, анализируется рентгенофлуоресцентным методом с помощью анализатора Фокус-2 с поликапиллярной оптикой. Результаты анализа частиц в пробе представлены на регистрограмме Фиг.2.

Результаты анализа крупных частиц указывают на содержание в них элементов входящие в состав сплавов подшипников трасмиссионной части двигателя, что подтверждает результаты сцинтилляционного анализа.

По результатам анализа пробы масла сцинтилляционным методом и методом рентгенофлуоресцентного анализа с помощью прибора с поликапиллярной оптикой двигатель отстраняется от эксплуатации.

Разборка двигателя на ремонтном заводе подтверждает наличие неисправности-Выкрашивание дорожки внутренней обоймы со сколом борта наружной обоймы р/п ТВД.

Совокупность использования двух приборов - сцинтилляционного спектрометра и рентгенофлуоресцентного анализатора с поликапиллярной оптикой позволяет найти новые диагностические признаки обнаружения дефектов на ранней стадии их развития.

Способ поузловой трибодиагностики авиационной техники по параметрам частиц изнашивания, включающий отбор пробы масла, предварительную ее подготовку и введение в спектральный источник света, регистрацию оптических сигналов излучения, отличающийся тем, что отобранную со штатного места слива пробу масла и смыв с основного фильтра тщательно перемешивают и разделяют на две части, вторую часть пробы масла дополнительно анализируют рентгенофлуоресцентным анализатором с капиллярной оптикой одновременно с регистрацией в спектральном источнике света, затем информация с обоих приборов поступает в общую базу данных, где ее обрабатывают программой, которая сравнивает уровень измеренных параметров с параметрами статистической эталонной модели исправного двигателя, выделяет диагностические признаки дефекта и выдает информацию для принятия диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к физике, а именно к физике халькогенидных стеклообразных полупроводников. .

Изобретение относится к области геологии, разработки и использования месторождений полезных ископаемых и может быть использовано на ранних этапах геолого-разведочных работ для предварительной оценки качества силикатного сырья и для предварительной оценки коэффициента светопропускания.

Изобретение относится к способу рентгенофлуоресцентного определения микроэлементов и может быть использовано при анализе природных вод и техногенных растворов. .

Изобретение относится к области химии почв и может быть использовано для диагностики редкоземельных элементов Eu, Gd, Tb, Dy в почвах положительных геохимических аномалий и в почвах, загрязненных этими элементами.

Изобретение относится к области геологии, разработки и использования месторождений полезных ископаемых и может быть использовано на всех этапах геолого-разведочных работ для определения состава и диагностики минералов меди и серебра класса йодидов из зон окисленных руд.

Использование: для рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) состава вещества. Сущность: заключается в том, что поляризационный рентгеновский спектрометр содержит источник гамма или рентгеновского излучения, вогнутую мишень-ноляризатор, диафрагму с отверстием, держатель образца, детектор с коллиматором, направленным на образец, и регистрирующую аппаратуру, вход которой соединен с выходом детектора, при этом мишень вогнута но цилиндру, фокус источника расположен на этом цилиндре, отверстие диафрагмы и детектор расположены, во первых, на образующей цилиндра, диаметрально противоположной источнику, во вторых, в диаметрально противоположных точках сферы, при этом сфера смещена в сторону детектора от источника и мишени, а держатель образца выполнен с возможностью установки образца на этой сфере под вторичное излучение, прошедшее через отверстие диафрагмы, кроме того, введен коллиматор с одной или двумя узкими щелями для формирования первичного пучка в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра. Технический результат: упрощение поляризатора и коллиматора детектора, уменьшение их размеров, снижение вклада излучения коллиматора детектора в спектр излучения образца и обеспечение возможности анализа представительной массы образца с использованием детектора ограниченных размеров. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для рентгенофлуоресцентного анализа состава вещества. Сущность: заключается в том, что поляризационный спектрометр содержит источник гамма - или рентгеновского излучения, вогнутую мишень, диафрагму с отверстием, держатель образца, детектор с коллиматором, направленным на образец, и регистрирующую аппаратуру, вход которой соединен с выходом детектора, при этом мишень вогнута по цилиндру, фокус источника расположен на образующей цилиндра, введены второй держатель образца, вторая диафрагма, второй детектор с коллиматором и регистрирующей аппаратурой, коллиматор с узкими щелями или каналами для формирования первичного пучка, перпендикулярного оси цилиндра, при этом детекторы и отверстия диафрагм расположены, во-первых, на образующей цилиндра, диаметрально противоположной источнику, во вторых, в диаметрально противоположных точках двух сфер одинаковых размеров, кроме того, сферы разнесены в обе стороны, а держатели образцов выполнены с возможностью установки образцов на этих сферах под вторичные пучки, прошедшие через отверстия диафрагм. Технический результат: повышение эффективности и производительности, а также обеспечение возможности анализа одинаковых или разных диапазонов спектров двух образцов представительной массы одновременно или последовательно с использованием двух детекторов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для рентгенофлуоресцецтного анализа состава вещества. Сущность заключается в том, что энергодисперсионный поляризационный рентгеновский спектрометр содержит источник гамма- или рентгеновского излучения, вогнутую мишень, диафрагму с отверстием, держатель образца, детектор с коллиматором, направленным на образец, и регистрирующую аппаратуру, вход которой соединен с выходом детектора, при этом использован источник излучения с линейным фокусом, мишень вогнута по цилиндру, фокус источника расположен на образующей цилиндра, детектор и отверстие диафрагмы расположены, во-первых, на образующей цилиндра, диаметрально противоположной источнику, во-вторых, в диаметрально противоположных точках сферы, при этом сфера смещена в сторону детектора от мишени, а держатель образца выполнен с возможностью установки образца на этой сфере под вторичное излучение, прошедшее через отверстие диафрагмы, кроме того, введен коллиматор первичного пучка с плоскопараллельными каналами, перпендикулярными оси цилиндра. Технический результат: обеспечение возможности поляризации излучения источника с линейным фокусом повышенной мощности и анализа представительной массы образца с использованием детектора ограниченных размеров, упрощение коллиматора детектора, уменьшение его размеров, увеличение скорости счета полезного излучения, снижение порогов обнаружения и сокращение времени измерения. 2 з.н. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Использование: для рентгеновского флуоресцентного анализа образца минерала. Сущность: заключается в том, что устройство (1) для рентгеновского флуоресцентного анализа образца минерала, содержит источник (2) рентгеновского излучения, предназначенный для создания пучка рентгеновских лучей для облучения образца минерала; по меньшей мере один детектор (4, 5) флуоресценции для измерения флуоресцентного излучения, испускаемого образцом минерала при облучении пучком рентгеновских лучей; блок обработки для обеспечения анализа образца минерала на основании измерений, выполненных посредством упомянутого по меньшей мере одного детектора (4, 5) флуоресценции, при этом упомянутое устройство (1) дополнительно содержит контейнер (3) для образца, выполненный с возможностью вмещать образец минерала в течение облучения, причем контейнер для образца выполнен с возможностью обеспечивать по меньшей мере два различных пути прохождения облучения через упомянутый образец минерала в течение облучения, и средство контроллера, чтобы регулировать напряжение рентгеновской трубки упомянутого источника (2) рентгеновского излучения в соответствии с длиной путей прохождения облучения. Технический результат: повышение надежности и точности рентгеновского флуоресцентного анализа. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для исследования объектов посредством рентгеновского излучения. Сущность: заключается в том, что рентгеновский анализатор выполнен из плоских элементов, содержащих слои сцинтиллятора, расположенные вдоль направления распространения излучения, непрозрачные в этом направлении и прозрачные в перпендикулярном направлении, и подложки в виде сотовой структуры, при этом слои сцинтиллятора выполнены в виде расположенных друг за другом сцинтилляционных пластин из полистирола протяженностью не менее 3 мм, CaF2 протяженностью не менее 2 мм, ZnO протяженностью не менее 2 мм, CsI протяженностью не менее 8 мм, BGO протяженностью не менее 15 мм. Технический результат: обеспечение возможности определения спектра рентгеновского излучения в диапазоне от 0,3 кэВ до 1,0 МэВ с помощью одного датчика, упрощение технической реализации и процедуры измерений, обеспечение измерения спектров импульсных излучений. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способам неразрушающего анализа образцов пористых материалов, в частности, оно может быть использовано для количественного исследования ухудшения свойств нефте/газосодержащих пластов ("повреждения пласта") из-за проникновения в процессе бурения глинистых материалов, содержащихся в буровом растворе. Для определения весовой концентрации глины в образце пористого материала выбирают водорастворимую соль металла, вступающую в селективную ионно-обменную реакцию с глиной, с общей формулой R+M-, где металл R+ выбирают из группы {Ba2+; Sr2+; Tl+; Rb+…}, М- выбирают из группы {Cln; NOn; OHn; CH3COO, SO4;…} в соответствии с таблицей растворимости неорганических веществ в воде. Маркируют глину путем смешивания глины с водным раствором выбранной соли металла, удаляют остатки соли металла, не провзаимодействовавшие с глиной. Проводят рентгенофлуоресцентную спектрометрию маркированной глины и образца и определяют содержание металла в маркированной глине и естественное содержание металла в образце. Прокачивают водный раствор маркированной глины через образец, высушивают образец и проводят рентгенофлуоресцентную спектрометрию целого образца или его отдельных сегментов. Определяют содержание металла в образце или в каждом сегменте и рассчитывают весовые концентрации глины, удерживаемой в образце или в каждом его сегменте. Техническим результатом является обеспечение возможности измерения малой весовой концентрации глины, проникшей в поровое пространство образца в ходе закачки глиносодержащего раствора. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Использование: для изготовления эталонов для рентгенофлуоресцентного анализа состава тонких пленок малокомпонентных твердых растворов и сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что на подложку наносят однокомпонентные слои компонентов сплава или твердого раствора толщиной, обеспечивающей соотношение количества атомов компонентов, соответствующее их соотношению в эталонируемом сплаве или твердом растворе. Технический результат: упрощение технологии изготовления эталонов для рентгенофлуоресцентного анализа состава тонких пленок малокомпонентных твердых растворов и сплавов.

Использование: для рентгеноспектрального анализа негомогенных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что определяют интенсивность IA аналитической линии определяемого элемента А в анализируемом материале, рассчитывают интенсивности IA2I в образцах-смесях из анализируемого материала и образца сравнения с заданным содержанием CBji определяемого элемента А и сравнивают количественно интенсивности IA и IA2I, обеспечивая оценку содержания СA определяемого элемента в анализируемом материале, при этом оценку содержания определяемого элемента в анализируемом материале производят в порядке определения изначально интенсивности IA0 и содержания СA0 определяемого элемента в образце сравнения, а также значимых коэффициентов влияния «мешающих» элементов, содержащихся в анализируемом материале, на интенсивность определяемого элемента в материале, определения экспериментально интенсивностей аналитических линий «мешающих» элементов, содержащихся в анализируемом материале и образце сравнения, преобразования интенсивностей IA и IA0 определяемого элемента А в анализируемом материале и образце сравнения соответственно путем учета интенсивностей и значимых коэффициентов влияния «мешающих» элементов и количественного сравнения преобразованных интенсивностей IAj и IA2I в анализируемом материале и расчетных образцах-смесях соответственно. Технический результат: повышение точности оценки содержания элемента. 5 табл., 4 ил.

Настоящее изобретение относится к области химии почв, а именно к методам определения редкоземельных элементов Pr, Nd и Sm в почвах, и описывает рентгенорадиометрический энергодисперсионный способ определения содержаний Pr, Nd и Sm в почвах, включающий определение элементов Ba, La, Ce с радиоизотопным источником 241Am с помощью следующих стадий: накапливание исходного спектра анализируемого образца в интервале энергий 31-41 кэВ; построение модельного спектра мешающих своим наложением Kβ-линий Ba, La и Ce с последующим определением истинных интенсивностей спектральных Kα-линий Pr, Nd, Sm, вычисление концентрации искомых элементов по обобщенному градуировочному графику зависимости концентраций лантанидов La, Ce, Pr, Nd, Sm от интенсивностей линий. Изобретение обеспечивает определение концентраций Pr, Nd и Sm в почвах. 3 ил., 2 табл., 3 пр.

Использование: для автоматизированных подводных исследований состава водной среды и донных осадков. Сущность изобретения заключается в том, что рентгенофлуоресцентный анализатор содержит размещенные в изолированном корпусе источник первичного рентгеновского излучения, коллиматор, выполненный с обеспечением формирования коллимированного пучка первичного рентгеновского излучения в виде ленточного плоского пучка, и детектор флуоресцентного излучения пробы жидкости, которые установлены с обеспечением положения их оптических осей в одной плоскости, в качестве устройства забора пробы выбран плунжер, который одним концом выведен в канал ввода/вывода жидкости с обеспечением герметичности наружного прочного корпуса, при этом на поверхности плунжера выполнен плоский участок с насечками в виде канавок с плоскими стенками, которые параллельны между собой, а плунжер установлен с обеспечением ориентации насечек параллельно плоскости расположения оптических осей источника рентгеновского излучения, коллиматора и детектора флуоресцентного излучения, причем взаимное расположение коллиматора и плунжера выполнено с обеспечением угла полного внешнего отражения коллимированного пучка первичного рентгеновского излучения от плоского участка плунжера с насечками, а размеры плоского участка плунжера с насечками соизмеримы с размерами сечения коллимированного пучка первичного рентгеновского излучения. Технический результат: обеспечение возможности улучшения эксплуатационных характеристик устройства при проведении подводного рентгенофлуоресцентного анализа в реальном времени без подготовки пробы и в условиях переменных динамических нагрузок. 10 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.
Наверх