Разрушения рабочих лопаток

Рис. 208. Характер разрушения рабочих лопаток ГТД

Выявленный шаг усталостных бороздок нетипичен для усталостного вибрационного разрушения рабочих лопаток из титанового сплава. Возникновение подобного характера разрушения на лопатках из титанового сплава характерно для низкочастотного возбуждения напряжений (менее 400 Гц). Подобные условия низкочастотного возбуждения возможны в с.пучае нарушения условий [c.602]

В результате периодического изменения термодинамических параметров газового потока по окружности соплового аппарата и других причин возникает вибрация, в результате чего лопатки подвергаются циклически изгибающим механическим нагрузкам, приводящим к повышению общей нагруженности лопаток и более быстрому появлению трещин. Возникшие трещины представляют собой концентраторы напряжений, способствующие ускоренному разрушению рабочих лопаток. [c.337]

Подвод пара высоких параметров для обогрева сопел в зоне ЦНД, с одной стороны, снижает КПД цикла, а с другой — повышает экономичность турбинных ступеней, работающих за обогреваемой диафрагмой. Расчеты показывают, что применение обогрева сопловых лопаток паром более высоких параметров не приводит к повышению КПД турбоустановки, однако снижает эрозионное разрушение рабочих лопаток. Поэтому этот метод удаления влаги в некоторых случаях может быть рекомендован для ЦНД. [c.327]

Наиболее типичными причинами вибрации в эксплуатации являются неравномерный износ н частичное разрушение рабочих лопаток, дисков и покрышек, износ вкладышей подшипников, ослабление крепления рабочего колеса на валу, нарушение уравновешенности рабочего колеса после наплавки металла на лопатки или нх замены (полной или частичной), коробление колеса из-за неравномерного обогрева, вследствие резонанса между дымососом или вентилятором с рядом работающими машинами или строительной частью здания. [c.428]

Разрушение рабочих лопаток первой группы от усталости чаще всего связано с возникновением резонанса, на работу в условиях которого не рассчитывалась лопатка. Это возникает в следующих случаях. [c.444]

Разрушение рабочих лопаток второй группы (высокочастотных) от усталости связано либо с увеличением возмущающих сил выше расчетных, либо со снижением демпфирования. Увеличение возмущающих сил происходит [c.445]

Разрушение рабочих лопаток от коррозионной усталости [c.446]

Аналогичная статистика разрушения рабочих лопаток получена в Германии. Для иллюстрации на рис. 16.23 приводятся данные за трехлетний период. Основная доля аварий рабочих лопаток приходится на ЦНД на них падает 62 % аварий, причем 2/3 из них — на зону фазового перехода. [c.447]

Основное назначение демпферных проволочных связей — уменьшение резонансных напряжений путем демпфирования колебаний. Поэтому разрушение демпферных связей может привести к возрастанию напряжений во много раз (иногда на порядок) и также к быстрому разрушению рабочих лопаток. [c.476]

Необходимость частого пуска и остановок двигателей приводит к возникновению малоцикловой усталости. Ускоренный нагрев авиадвигателей, особенно боевых самолетов, способствует высоким температурным градиентам и термическим напряжениям и, как следствие, термической усталости. Термомеханическая усталость представляет основную причину разрушения рабочих лопаток. [c.578]

Xi < Ха). Это может привести, с одной стороны, к снижению внутреннего относительного к. п. д. T]io и, с другой, — вызвать разрушение рабочих лопаток последней ступени турбины. Поэтому нельзя допускать даже на последние ступени пар с влажностью выше 10-12%. [c.241]

Кроме того, лопатки, особенно первой ступени, подвержены значительному износу при эксплуатации вследствие попадания пыли, капель дождя, посторонних предметов. При значительной величине последних может происходить разрушение рабочих лопаток, что приводит к отказу двигателя. [c.69]

Рассмотрим некоторые примеры разрушения рабочих лопаток при испытаниях ГТУ в стендовых условиях и в эксплуатации. [c.14]

Явление ползучести металлов при высокой температуре порядка 500 °С наблюдается в деталях паровых турбин — трубопроводах, дисках, лопатках. Паровые турбины до сих пор производят значительную долю электрической энергии. Другим примером могут служить газотурбинные самолетные двигатели, температура газа в которых достигает 1300°С Основной причиной выхода из строя турбин является ползучесть рабочих лопаток. Высокие рабочие температуры применяются также в различных высокотемпературных технологических процессах, например нефтехимических и при переработке нефти. С проблемой учета ползучести металлических панелей мы встречаемся в системе термической защиты космических аппаратов, атомной энергетике и др. К конструкциям, работающим в условиях высоких температур, должны быть предъявлены следующие требования деформация не должна превышать допустимую в соответствии с выполняемыми конструктивными функциями изделия не должно произойти разрушения конструкции вследствие ползучести. [c.304]

Разрушение дисков П ступени КНД двигате.тя Д-ЗОКУ начиналось в реборде от отверстий под болты крепления рабочих лопаток и было полностью ана.логично разрушению дисков П ступени КНД двигателя Д-30 как по причинам зарождения трещин, так и по месту расположения очага разрушения (см. рис. 9.14 и 9.15). [c.505]

Наблюдались разрушения секций камер сгорания и, как следствие, от выносимых частиц появлялись трещины и вмятины на кромках рабочих лопаток первой ступени ТВД. Для обеспечения работоспособности секции камер сгорания модернизированы. Обрыв лопаток ОК с первой по четвертую ступень объясняется неработоспособностью силуминовых вставок, служащих для ограничения проточной части над лопатками ротора. При задевании лопаток о вставки возникает тормозящий момент, а затем лопатки обламываются. Для исключения этих поломок завод-изготовитель заменил материал силуминовых вставок на СтЗ и по рекомендации эксплуатационников выполнил модернизацию лопаток. В дальнейшей эксплуатации такие поломки не повторялись. В схему защит агрегата дополнительно введена защита от падения давления масла предельного регулирования. Это дало возможность вместе с закрытием топливных клапанов получить сигнал на аварийную остановку с закрытием кра- [c.95]

В большинстве случаев усталостные разрушения лопаток вызываются изгибными колебаниями первой формы. Собственная частота по первой изгибной форме для рабочих лопаток компрессора составляет 150—1500 Гц, рабочих лопаток турбины — 400— 2000 Гц, а лопаток турбонасосного агрегата (ТНА) — до 7000 — Ю ООО Гц. [c.3]

Моделировались условия трех характерных режимов запуска — опробования — останова (рис. 71, а) запуска — останова (рис. 71,6) и запуска — взлета (рис. 71, в). Экспериментальная установка позволяла проводить исследования при автоматическом поддержании программы. В этих исследованиях не моделировали действие центробежных сил, имеющих место при эксплуатации рабочих лопаток в турбине. В качестве критерия разрушения принимали появление трещины длиной 0,5 мм. [c.208]

Рис. 8.18. Характер разрушения входных кромок рабочих лопаток сверхзвуковой турбинной ступени после 560 ч работы

Наибольшему разрушению эрозией подвержены верхние части рабочих лопаток, так как под влиянием центробежных сил капельки воды отбрасываются к периферии и влажность пара в этой части больше, чем в нижней части лопаток. Процесс образования капелек воды усиливается с уменьшением температуры свежего пара при неизменном или повышенном давлении, а также с увеличением давления при неизменной или Пониженной температуре. [c.180]

Унос плотных частиц (кокса) в проточную часть газовой турбины вызывает износ и разрушение направляющих и рабочих лопаток, что ухудшает аэродинамику проточной части и может быть причиной аварии. По сравнению с ГТУ при равном расходе воздуха в ПГУ сжигается количество топлива в три-четыре раза большее. Поэтому влияние химической неполноты сгорания на к. п. д. ПГУ более значительно, чем на к. п. д. ГТУ. Влияние гидравлических потерь в регистрах горелочных устройств на сни- [c.90]

Пр01ведвнные расчеты показывают, что наиболее интенсивное увеличение скорости происходит на начальном участке разгона. Затем нарастание скорости замедляется. Однако с увеличением пути разгона s (осевого зазора) скорость капли непрерывно увеличивается. Скорость капли при фиксированной величине осевого зазора будет тем больше, чем больше скорость и плотность пара в зазоре. Мелкие капли легче и быстрее разгоняются потоком пара, чем более крупные. Качественно эти зависимости иллюстрируются рис. 12, заимствованным из [Л. 1]. Как станет ясно из дальнейшего рассмотрения, указанные особенности движения капель в осевом зазоре могут оказаться весьма существенными для интенсивности эрозионного разрушения рабочих лопаток. [c.15]

Влага, попавшая в проточную часть, также может привести к разрушению рабочих лопаток. В этом случае многократно возрастают усилия, изгибающие лопатку, так как резко увеличивается плотность среды, протекающей через проточную часть. Возможны случаи отрыва рабочих лопаток из-за дефектов изготовления (низкое качество металла, тp JЩИHы). Однако они крайне редки. [c.184]

Заключение о причинах разрушения рабочих лопаток ТВД агрегата ГТК-10-4 ст.№ 62 на КС Лонг-Юганская газопровода Уренгой-Петровск 22.09.98 г./ Отчет о НИР/ИФМ УрО РАН-НПО Экспертиза" рук.Сурков Ю.П., о.1, д.127. - Екатеринбург, 1998, 17 с. [c.132]

Ссылаясь на статистику основных причин отказов оборудования "высокой стороны" за последние пять лет, можно утверждать, что треть произошедших аварий (32 %) была обусловлена заводским браком. Опыт также показал, что практически все головные партии новых типов ГПА в начальный период эксплуатации имели скрытые конструктивные дефекты (37 %). Это означает, что заводы-изготовите 1и перекладывали на Газпром затраты на доведение агрегатов и ущерб от возникновения тяжелых аварий. Так, ярким примером является многолетняя доводка проточной части осевого компрессора афегата ГТК-10-2, когда массовые разрушения рабочих лопаток и барабанных роторов приводили к длительным периодам сокращения подачи газа по некоторым газопроводам. [c.5]

Отработавшие газы следует охлаждать, так как они имеют вы сокую температуру в зоне j-орення (порядка 2000 °С), которая способствует быстрому разрушению сопловых н рабочих лопаток турбины. Совре.менпые жаропрочные сплавы и стали, способные длительное время надежно работать в ГТУ, допускают на входе в турбину температуру 650—800 С (при организации газового или жидкостного охлаждения турбин температура газа на входе может быть повышена до 1300 °С — высокотемпературные ГТУ). [c.83]

Анализ напряженного состояния поверхности охлаждаемых рабочих лопаток показал, что растягивающие суммарные напряжения, обусловленные действием центробежных сил и термическими напряжениями из-за неоднородности температурного поля, невелики. Вследствие этого наибольшую вероятность имеет разрушение покрытий в результате накапливающихся растягивающих деформаций, вызываемых при охлаждении термическими напряжениями из-за несоответствия КТР. Чтобы этого не происходило, должны соблюдаться условия КТР покрытия КТР сплава во всем температурном интервале ниже температуры хрупко-вязкого перехода в покрытии. В таком случае в них при охлаждении возникают неопасные сжимающие напряжения, не переходящие в растягивающие при нагревании. Если данное условие не может быть выполнено, необходимо, чтобы при температурах ншке температуры хрупко-вязкого перехода покрытие обладало запасом пластичности, достаточным для релаксации напряжений, обусловленных несоответствием 1ГГР. [c.186]

Анализ условий эксплуатации диска показал, что в разрушенном выступе действовали повышенные вибрационные напряжения из-за первоначального разбандажирования рабочих лопаток в зоне его расположения. Это обусловило повреждение рабочей грани выступа фреттинг-коррозией и снижение усталостной прочности диска по выступу. Воздействие на межназовый выступ повышенных вибрационных нагрузок на фоне его пониженной усталостной прочности и привело к зарождению в выступе усталостной трещины. [c.506]

Так, например, 10.09.96 г. в полете экипаж самолета Ту-154М № 85754 обнаружил увеличение вибрации на "2-й СУ" на 15 % относительно установленной нормы. Экипаж снизил режим работы двигателя и продолжил полет до а/п назначения. При осмотре двигателя "2-й СУ" было обнаружено разрушение деталей газовоздушного тракта. Разрушение лопаток "НА" КНД, рабочих лопаток И и П1 ступени КНД, I ступени КВД двигателя яви- [c.575]

Рис. 11.16. Общий вид (а) разрушенной рабочей лопатки VIII ступени компрессора двигателя НК-8-2у в сравнении с одной из неразрушенных лопаток и (б) вид ее излома и зоны повреждения посторонним предметом

Двигатель наработал с начала эксплуатации 14901 ч (7075 циклов), в том числе 2585 ч (1060 циклов) после последнего (пятого) ремонта. В процессе эксплуатации двигателя после последнего ремонта осмотр рабочих лопаток компрессора выполнялся 51 раз. Последний осмотр рабочих лопаток IV и VIII ступеней КВД производился при наработке двигателя после последнего ремонта 2556 ч (1042 цикла), т. е. за 29 ч (18 циклов) до разрушения. Все это указывало на то, что в момент последнего осмотра лопатки имели пе только повреждения, но и усталостные трещины. Поэтому важно было установить эффективность эксплуатационного контроля лопаток, а также мог ли быть предупрежден инцидент с пожаром двигателя в полете. [c.598]

К моменту разрушения указанной выше лопатки в эксплуатацию был введен новый регламент по осмотру лопаток. Периодичность осмотра рабочих лопаток VIII ступени компрессора на двигателях НК-8-2у (с титановым статором компрессора) по бюллетеню № 808-БЭГ была сокращена для "2-й СУ" до 25 5 ч, а для "1-й СУ" и "3-й СУ" — до 50 10 ч. Обоснование различий в периодичности осмотра лопаток дано в связи с технологией проведения контроля. Осмотр двигателей 2-й СУ" осуществляется на самолете Ту-154 с помощью специальной оснастки, так как двигатель высоко поднят над хвостовым оперением самолета. Имеющимися данными о длительности развития усталостных трещин в исследованных случаях разрушения лопаток VIII ступени компрессора подтверждается (см. табл. 11.3), что для двигателей "2-й СУ" при должном качестве осмотра своевременное выявление повреждений лопаток обеспечивается с определенным запасом. Для двигателей "1-й СУ" и "3-й СУ" было рекомендовано придерживаться нижней границы допуска на периодичность осмотра с целью повышения надежности выявления повреждений. [c.600]

Двигатель НК-8-2у № А82У122108 наработал с начала эксплуатации 16896 ч (6587 циклов), в том числе 1910 ч (739 циклов) после последнего (третьего) ремонта. Последний контроль рабочих лопаток III ступени турбины вихретоковым методом был выполнен за 74 ч до момента разрушения лопатки. Общая наработка 50-ти рабочих лопаток III ступени турбины составила 16395 ч, а остальных 23-х лопаток — 14676 ч. К моменту разрушения лопатка наработала не менее 14676 ч. Требовался статистический и фрактографический анализ закономерности появления и развития усталостных трещин в лопатках III ступени турбины двигателя НК-8-2у. [c.615]

При такой кинетике разрушения период развития многоцикловой усталостной трещины, рассчитанный но общему числу макролиний и блоков мезолиний, составляет около 190 полетов самолета для лопатки с максимальной наработкой на двигателе № А82У122108. Последняя проверка рабочих лопаток П1 ступени турбины этого двигателя по бюллетеню № 1043-БЭ проводилась за 74 ч до разрушения лопатки, что при средней продолжительности полетов за период после последнего ремонта двигателя в 2,6 ч составляет около 30 полетов. Из графика на рис. 2.25 видно, что 30 полетов до разрушения лопатки в момент ее проверки трещина в лопатке имела длину около 15-16 мм. Однако она не была выявлена при последнем контроле лопатки в то время, как опыт эксплуатации двигателей НК-8-2у показывает, что технология проверки [c.619]

Условия образования термоусталостното разрушения определяются видом напряженного состояния в опасном объеме при термоциклическом нагружении [78]. Характер напряженного состояния зависит прежде всего от геометрии конструктивного элемента, а тажже от особенностей теплового воздействия. Наряду с линейным напряженным состоянием, реализующимся, например, в крайних точках опасного сечения лирообразного компенсатора трубопровода (рис. 6,а) в кромках сопловой (рис. 6,6) и рабочей лопаток, а также в особых точках конструктивных элементов (например, дно лопаточного паза обода диска). [c.12]

Усталостные разрушения лрпаток происходят и при колебаниях более высоких форм. Так, наблюдались случаи поломки рабочих лопаток компрессора турбовинтовых двигателей (ТВД) по третьей изгибной форме с частотой 6550 Гц. С увеличением продолжительности эксплуатации вероятность выхода лопаток из строя возрастает. [c.3]

Наибольшему разрушению эрозией подвержены верхние части рабочих лопаток, так как под влиянием цен- тробежных сил капельки воды отбрасываются к периферии и влажность пара в этой части больше, чем в нижней части лопаток. Процесс образования капелек воды усиливается с увеличением влажности пара. [c.105]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...