Устройство для контроля в эксплуатации деградации материала и защитных покрытий турбинных лопаток газотурбинных двигателей


 


Владельцы патента RU 2592946:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к устройству контроля деградации материала и защитных покрытий турбинных лопаток газотурбинных двигателей. Устройство содержит теплоизолятор, установленный на корпусе, крышку со стяжным стержнем и термопарами, электронагреватель, расположенный во внутреннем пространстве устройства, например, вокруг стяжного стержня, испытываемый образец представляет собой полый цилиндр из материала турбинных лопаток, установленный в устройстве между теплоизолятором и крышкой со стяжным стержнем, стяжной стержень проходит во внутреннем пространстве устройства по его оси, причем конец стяжного стержня выступает из корпуса устройства и имеет резьбу, крышка, испытываемый образец, теплоизолятор, корпус стягиваются посредством стяжного стержня с помощью гайки, термопары расположены в крышке на ее поверхности, прижимающей испытываемый образец, и соединены с усилителем сигнала термопар, который в свою очередь соединен с устройством контроля и управления. Технический результат - обеспечение постоянного контроля деградации материала турбинных лопаток и их защитных покрытий в реальных условиях их эксплуатации в двигателе без нарушения его целостности через любой промежуток времени. 1 ил.

 

Изобретение относится к энергетическим и транспортным установкам, снабженным газотурбинными двигателями, а более конкретно к средствам контроля деградации материала и защитных покрытий турбинных лопаток газотурбинных двигателей.

Известны методы для оценки деградации материала турбинных лопаток газотурбинных двигателей [В.И. Никитин. Коррозионная долговечность защитных покрытий лопаток газовых турбин // Теплоэнергетика. 2010. №1. С. 25-30]. В данных методах для оценки деградации материала турбинных лопаток газотурбинных двигателей на испытуемые образцы наносят искусственную коррозионноопасную среду в различных количествах и на различное время и контролируют потерю массы образцов или глубину коррозионного повреждения.

Недостатком известных методов является значительное отличие искусственно создаваемых условий для испытуемых образцов от реальных условий эксплуатации в проточной части газотурбинного двигателя, что позволяет получить лишь приближенные данные о деградации материала и защитных покрытий турбинных лопаток газотурбинных двигателей при эксплуатации.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, обеспечивающего постоянный контроль деградации материалов турбинных лопаток в атмосфере проточной части газотурбинного двигателя.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для контроля в эксплуатации деградации материала и защитных покрытий турбинных лопаток газотурбинных двигателей включает корпус, вворачиваемый в корпус газотурбинного двигателя, и испытываемый образец из материала турбинных лопаток с защитным покрытием или без него, установленный в корпусе устройства. Устройство дополнительно содержит теплоизолятор, установленный на корпусе, крышку со стяжным стержнем и термопарами, электронагреватель, расположенный во внутреннем пространстве устройства, например, вокруг стяжного стержня, испытываемый образец представляет собой полый цилиндр из материала турбинных лопаток, установленный в устройстве между теплоизолятором и крышкой со стяжным стержнем, стяжной стержень проходит во внутреннем пространстве устройства по его оси, причем конец стяжного стержня выступает из корпуса устройства и имеет резьбу, крышка, испытываемый образец, теплоизолятор, корпус стягиваются посредством стяжного стержня с помощью гайки, термопары расположены в крышке на ее поверхности, прижимающей испытываемый образец, и соединены с усилителем сигнала термопар, который в свою очередь соединен с устройством контроля и управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1), на котором представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство расположено в корпусе турбины 1 газотурбинного двигателя и содержит: корпус 2, теплоизолятор 3, крышку 5 со стяжным стержнем 13 и термопарами 7, электронагреватель 6.

Испытываемый образец 4 установлен в корпусе устройства и зафиксирован между крышкой 5 и теплоизолятором 2 посредством стяжного стержня 13, стягивающего элементы устройства с помощью гайки 9 через шайбу 8.

На поверхности крышки 5, прижимающей испытываемый образец 4, расположены термопары 7, соединенные с усилителем сигнала термопар 11, который в свою очередь соединен с устройством контроля и управления 12, и системой контроля температуры газа и турбинных лопаток 15.

Вокруг стяжного стержня 13 размещен электронагреватель 6, соединенный с регулятором силы тока 10, который соединен с сетью электропитания и устройством контроля и управления 12, управляющим работой регулятора 10 в соответствии с получаемой информацией о температуре турбинных лопаток от системы контроля 15 и температуре крышки 5 испытываемого образца 4 в устройстве.

Предлагаемое устройство устанавливают в корпусе 1 газотурбинного двигателя в целях безопасности за последней турбиной, с помощью термопар 7 на стационарном режиме работы двигателя определяется температура крышки 5 и образца 4, данные о температуре передаются через усилитель сигнала термопар 11 в устройство контроля и управления 12. Также в устройство контроля и управления 12 поступают данные о температуре лопаток газотурбинного двигателя от системы контроля 15. Температура лопаток определяется на основании измеряемой штатной системой контроля температуры газа и результатами термометрирования или расчета взаимосвязи измеряемой температуры газа и лопаток. Устройство контроля и управления 12 сравнивает температуру лопаток с температурой испытываемого образца 4 и крышки 5 и, на основании сравнения температур, устанавливает режим работы электронагревателя 6, который обеспечивает равенство температур испытываемого образца 4 и лопаток газотурбинного двигателя.

Контроль в эксплуатации деградации материала и защитных покрытий турбинных лопаток газотурбинных двигателей осуществляют путем контроля состояния деградации материала испытываемого образца, для чего извлекают предложенное устройство из корпуса газотурбинного двигателя 1 и снимают испытываемый образец 4.

Первичный технический результат при использовании изобретения заключается в возможности постоянного контроля деградации материала турбинных лопаток и их защитных покрытий в реальных условиях их эксплуатации в двигателе без нарушения его целостности через любой промежуток времени.

Устройство для контроля в эксплуатации деградации материала и защитных покрытий турбинных лопаток газотурбинных двигателей, включающее корпус, вворачиваемый в корпус газотурбинного двигателя, и испытываемый образец из материала турбинных лопаток с защитным покрытием или без него, установленный в корпусе устройства, отличающееся тем, что содержит теплоизолятор, установленный на корпусе, крышку со стяжным стержнем и термопарами, электронагреватель, расположенный во внутреннем пространстве устройства, например, вокруг стяжного стержня, испытываемый образец представляет собой полый цилиндр из материала турбинных лопаток, установленный в устройстве между теплоизолятором и крышкой со стяжным стержнем, стяжной стержень проходит во внутреннем пространстве устройства по его оси, причем конец стяжного стержня выступает из корпуса устройства и имеет резьбу, крышка, испытываемый образец, теплоизолятор, корпус стягиваются посредством стяжного стержня с помощью гайки, термопары расположены в крышке на ее поверхности, прижимающей испытываемый образец, и соединены с усилителем сигнала термопар, который, в свою очередь, соединен с устройством контроля и управления.



 

Похожие патенты:

Описаны способ и система для испытания компрессора. Для проведения испытания методом подобия выбирают заменитель для HFC-134a.

Изобретение относится к области испытания и технического диагностирования машин, в частности к способу определения эффективной мощности двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к техническому обслуживанию вертолетных двигателей. Технический результат - предоставление системы назначения технического обслуживания, которая принимает во внимание множество составляющих уже примененного технического обслуживания, полетные условия эксплуатации и конкретную конфигурацию двигателя, чтобы определить операции по техническому обслуживанию для вертолетного двигателя.

Изобретение относится к конструкциям экспериментальных стендов для испытания струйных насосов (СН), работающих в составе погружных установок для добычи нефти, содержащих электродвигатель, гидрозащиту, электроцентробежный насос и газосепаратор.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к определению при испытаниях коэффициента расхода газа через сопловой аппарат турбины, и может быть использовано в двухконтурных газотурбинных двигателях.

Изобретение относится к области диагностирования технического состояния систем управления авиационными газотурбинными двигателями. Способ безопасной эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя включает сравнение фактического значения параметра технического состояния элементов конструкции двигателя во время эксплуатации с его предельно допустимым значением и последующее определение остаточного ресурса элементов конструкции двигателя по результатам этого сравнения.

Изобретение относится к области испытаний двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для диагностирования поршневых уплотнений ДВС при их эксплуатации.

Способ относится к области испытаний двигателей внутреннего сгорания. В заявленном способе для синхронизации используют свойство диаграммы давления, изменяющееся с изменением ее угловой позиции и обладающее в синхронизированной позиции характерным признаком.

Способ измерения рабочего моторесурса относится к области технической диагностики, в частности к измерительной технике. Способ заключается в измерении измерительным устройством действующих механических сил в рабочем объеме цилиндра (РОЦ), обусловленных перемещением воздуха при прокручивании коленчатого вала ДВС, в качестве измерительного устройства выбирают датчик шумов, преобразующий шум, возникающий при взаимодействии деталей во время прокручивания коленчатого вала, в электрическую энергию (Wpoц), измеряемую ваттметром, которая соответствует величине степени износа деталей механизмов на момент измерения рабочего моторесурса (Рм), размещают ДТП герметично в любое отверстие прямого доступа в полость РОЦ четырехтактного или двухтактного ДВС и, в пусковом режиме, в течение 1-2 секунд осуществляют измерение Рм в каждом РОЦ ДВС, результат измерения выражают математической формой алгебраической суммы Wpoц, для двухтактных ДВС в качестве измерительного устройства выбирают датчик шумов вибрации, преобразующий энергию вибрации Wв в точке поверхности головки цилиндра в электрическую энергию, результат измерения выражают математической формой алгебраической суммы Wв.

Изобретение относится к способам контроля выбросов отработавших газов при эксплуатации двигателя. Представлен способ обнаружения всасывания углеводородов в двигатель на основании одновременного отслеживания неустойчивости в работе цилиндров и повышенного тепловыделения отработавших газов.
Наверх