Разрушения дисков I ступени КНД двигателя НК

Рис. 9.1. Общий вид (а-в) состояния КВД двигателей Д-30 и Д-ЗОКУ после разрушения дисков компрессоров I, IV и V ступеней КВД. Фрагменты разрушенных дисков на всех снимках (а-в) указаны стрелками

Рис. 9.13. Зависимость (а) шага усталостных бороздок 5 и числа циклов нагружения Np от глубины трещины а в дисках I ступени КНД двигателя Д-30 и (б) статистика по случаям разрушений дисков и выявления в них трещин в эксплуатации

Рис. 9.14. Внешний вид (а) разрушенного диска II ступени КНД двигателя Д-30 по реборде, (б) общий вид излома по реборде и (в) схема очага разрушения при развитии трещины по радиусу в направлении ступицы диска

В эксплуатацию был введен контроль дисков II-IV ступеней КНД двигателей Д-30 с периодичностью 100 10 ПЦН, что позволило исключить случаи разрушения дисков в полете (рис. 9.17). [c.484]

Рис. 9.22. Излом и его схема в центральной части полотна одного из разрушенных дисков I ступени КВ Д двигателя Д-30 с участками фасеточного и ямочного рельефов, а также зависимость скорости роста трещины Vпо радиусу диска в его полотне

Рис. 9.31. Зависимость (а) положения вершины трещины от числа полетов после ее зарождения в диске I ступени КВД двигателя Д-30 от галтели / н от основания шлиц 2 VI (6) гистограмма распределения случаев разрушения дисков и обнаружения в них трещин в эксплуатации. Начало контроля с рекомендованной периодичностью соответствует 1984 году

Разрушение дисков II ступени КВД двигателя Д-30 как по причинам зарождения трещин от основания шлиц, так и по закономерностям их дальнейшего развития было полностью аналогично разрушению дисков I ступени КВД этого двигателя. Однако по сравнению с дисками I ступени рассматриваемые диски было сложнее контролировать в эксплуатации из-за сборной конструкции ротора, которая не подразумевала при конструировании ротора обеспечение доступа к ступичной части дисков, где имело место расположение очагов усталостного разрушения. Поэтому контроль дисков II ступени КВД был введен с периодичностью не более 25 ч или 15 ПЦН с учетом реализуемых условий контроля в эксплуатации. [c.503]

Рис. 9.32. Внешний вид (а) разрушения диска V ступени КВД двигателя Д-30, (б) трещина в диске, (в) излом по месту вскрытой трещины и (г), (Э) рельеф излома в зоне дефекта материала

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]

II ступени КНД двигателей Д-ЗОКУ и Д-30 следует, что в пределах реборды начальный шаг бороздок в изломе диска двигателя Д-ЗОКУ более чем в 2 раза превышал начальный шаг бороздок в изломе диска двигателя Д-30, а СРТ по длине трещины нарастала быстрее. Вместе с тем в ободной части начальная скорость разрушения первого из них была даже несколько ниже, чем второго. Поэтому, даже допуская, что темп нарастания СРТ в обоих дисках был одинаковым, и учитывая, что диск двигателя Д-ЗОКУ почти в 1,5 раза больше диска двигателя Д-30, можно считать, что периоды разрушения диска двигателя Д-ЗОКУ в пределах реборды и в ободной части составляли соответственно не более 75 % (850 ПЦН) и примерно 150 % (750 ПЦН) от длительности разрушения в указанных местах диска двигателя Д-30 (см. рис. 9.15). [c.506]

Рис. 9.33. Внешний вид (я) разрушения диска I ступени КВД двигателя Д-ЗОКУ и (б) излом по месту его разрушения

Все это, в свою очередь, исключало возможность применения разработанной ранее методологии оценки длительности разрушения диска компрессора, необходимой для принятия решения о порядке дальнейшей эксплуатации дисков II ступени КВД двигателей Д-ЗОКУ, Д-ЗОКУ-154 и Д-ЗО-КП, имеющих полную аналогию в конструкции. [c.508]

Имевшие место случаи разрушений были связаны с отделением части диска в пределах его ободной части. Все случаи разрушений дисков разных ступеней были принципиально аналогичны и обусловлены недостаточной усталостной прочностью дисков. Трещины стартовали в зонах дисков, где отсутствовали признаки каких-либо повреждений их поверхности. Поэтому ниже рассмотрен типичный случай разрушения диска I ступени КНД двигателя Д-36 (рис. 9,42). [c.518]

Для уточнения процесса и механизма разрушения дисков были выполнены испытания дисков в составе двигателей. Стендовые испытания в составе двигателя Д-36 по эквивалентно-циклической (ЭЦИ) программе прошли диски I ступени КНД и IV, V ступеней КВД. [c.519]

Разрушение дисков I ступени КНД ДВИГАТЕЛЯ НК-8-2У [c.522]

РАЗРУШЕНИЕ ДИСКОВ I СТУПЕНИ КПД ДВИГАТЕЛЯ НК-8-2У [c.523]

Рис. 9.46. Общий вид (a) разрушенного диска I ступени КНД двигателя НК-8-2у, (б) рельеф его усталостного излома, образованный от дефекта материала в виде включения TiN, и (в) структура материала в зоне нитридного включения. Цифры /, 2, 3 отвечают последовательно зонам дефекта, усталости и долома. Цифры I, II, ///характеризуют различные структуры азотированного слоя

В эксплуатации имели место разрушения дисков III ступени турбины на двух двигателях НК-8-2у, условные номера Р-1 и Р-2. Разрушение обоих дисков происходило аналогичным образом на исполнительном старте в момент пробега самолета по полосе. Это давало основание полагать, что оба разрушения дисков турбины одноименной ступени имели место по одной и той же причине. [c.542]

Рис. 10.5. Общий вид (а) разрушения диска III ступени турбины двигателя НК-8-2у и (б) схема последовательности развития в нем трещин. Сечение первоначального распространения усталостной трещины показано стрелками

Таблица 9.1 Двигатели, ступени компрессора и причины разрушений титановых дисков при их различной наработке с начала эксплуатации (СНЭ) и после последнего ремонта (ППР)

Рис. 9.17. Статистика случаев разрушения и выявления трещин в дисках II-IV ступеней КНД двигателей Д-30 при их контроле

Рис. 9.20. Фрагмент очага излома и прилегающей к нему поверхности одного из дисков I ступени КВД двигателя Д-30, его схема и участки поверхности протравленного диска около очага разрушения

Рис. 9.23. Фасеточный рельеф (а) усталостного разрушения и (б) усталостные бороздки в изломе диска I ступени КВД двигателя Д-30, ( в) зависимость шага усталостных бороздок 8 и числа циклов нагружения Np от глубины трещины а

II ступени КНД двигателя Д-30. Однако при разрушении исследуемого диска в значительно большей степени реализовывался механизм разрушения материала по границам фаз, и по длине трещины более интенсивно нарастала СРТ. Это указывает на более высокую напряженность диска II ступени КНД двигателя Д-ЗОКУ по сравнению с аналогичным диском двигателя Д-30. [c.506]

Рис. 9.42. Общий вид разрушенного в эксплуатации диска I ступени КНД двигателя Д-36

Рис. 9.43. Общий вид (а) излома уголковой трещины в диске I ступени КНД двигателя Д-36 и особенности его рельефа (б), (в) у очага разрушения и (г), (Э) на участке около зоны быстрого развития трещины

Наиболее серьезную проблему создают, также немассовые, случаи разрушения дефлекторов и дисков из-за возникновения и распространения в них усталостных трещин. Последствия от таких ситуаций всегда связаны с нелокализованными разрушениями элементов конструкции турбины двигателя. Так, например, в одном из случаев при разбеге для взлета самолета Ту-134 на скорости 230 км/ч раздался хлопок, самолет начал терять скорость и появился разворачивающий момент влево. Взлет был прекращен, но отказ сопровождался пожаром двигателя, который был последовательно предотвращен первой, второй и третьей очередями системы пожаротушения. При осмотре двигателя были обнаружены разрушения в зоне турбины с разрывом наружного кожуха камеры сгорания и сопловых аппаратов I и И ступеней тур- [c.535]

Рис, 10.6. Общий вид излома (а) одного из разрушенных в эксплуатации дисков III ступени турбины двигателя НК-8-2у и (б), (в) схемы последовательности распространения в нем процесса разрушения [c.544]

Закономерности формирования рельефа излома никелевого сплава ЭИ-698 в рассматриваемой ситуации разрушения диска II ступени турбины двигателя НК-8-2у были связаны с поэтапным развитием трещины в пределах первоначально сформированного псевдобороздчатого рельефа (рис. 5.9а), а далее, рельефа излома с усталостными бороздками (рис. 5.96). Рассматриваемый [c.266]

Многолетний опыт эксплуатации авиационных ГТД показывает, что усталостные повреждения титановых дисков вплоть до разрушения различных ступеней компрессоров разных типов двигателей происходят в различных зонах дисков и при разной их наработке (табл. 9.1). Причины появления и распространения усталостных трещин в дисках различны и могут быть связаны с исчерпанием их циклической долговечности по критериям МНЦУ, МЦУ или МНЦУ/МЦУ в расчетных или нерасчетных условиях работы дисков и наличием или отсутствием факторов, снижающих усталостную прочность дисков и имеющих производственную или эксплуатационную природу. Последствия от разрушения дисков таковы, что двигатель утрачивает полностью свою работоспособность (рис. 9.1). Поэтому при отказе двигателя в полете из-за разрушения диска возникает предпосылка к летному происшествию, в том числе и из-за титанового пожара двигателя. [c.464]

Итак, анализ особенностей разрушения дисков, используемых в разных ступенях компрессора двигателя Д-30, показывает, что в зависимости от состояния материала диска, условий его нагружения и зон зарождения трещин разрушение материала может определяться механизмами МНЦУ, МЦУ или их сочетанием. Наименьшая продолжительность периода роста трещины была отмечена у чувствительного к форме цикла нагружения материала в сл Д1ае его нагружения в области МЦУ с высокой асимметрией цикла порядка 0,95. В этом случае имеет место наибольшая степень повреждения материала за ПЦН и продвижение трещины за один полет может достигать в центральной части полотна диска 10 мм. [c.505]

Рис. 9.34. Общий вид (а) разрушенного диска II ступени КВД двигателя Д-ЗОКП и 6) общий вид излома по сечению I-I с первичным усталостным разрушением

Из результатов фрактографического исследования диска IX ступени КВД двигателя F6-50 видно, что разрушение диска началось из-за исчерпания его долговечности по критериям МНЦУ, но развитие трещины под действием вибрационных нагрузок было локализовано в пределах зоны с размерами около 4,5 мм по оси диска и 2 мм по его радиусу. Далее развитие трещины определялось нагрузками, отвечающими области МЦУ. При этом разрушение материала в малоцикловой области вначале было смешанным вязким внутри-зеренным и хрупким межсубзеренным, а затем подавляющую роль стал играть хрупкий межсубзе-ренный механизм разрушения материала. Аналогичные особенности разрушения материала как в плане перехода ведущей роли в повреждении материала от высокочастотных вибрационных нагрузок к нагрузкам, отвечающим области МЦУ, так и в части реализуемых механизмов малоциклового разрушения материала наблюдались у дисков [c.531]

Рис. 9.9. Схема (а) фрагмента диска I ступени КНД двигателя Д-30 с зоной разрушения, (6), (в) излом по месту разрушения межпазового выступа одного из дисков и (г) бороздчатый и (Э) фасеточный рельефы этого излома

Рис. 9.18. Общий вид (а) одного из разрушенных в эксплуатации дисков I ступени КВД двигателя Д-30 (6) фрагмент диска с усталостной трещиной и изломы двух дисков с очагами разру-щения в ступичной части от галтели (в) и от щлицев (г)

Начальный этап развития трещины в диске V ступени по межпазовому выступу был связан с формированием сглаженного рельефа без усталостных бороздок, что свидетельствовало о разрушении по механизму многоцикловой усталости. Далее имели место на длине около 1 мм до границы выявленной трещины блоки усталостных бороздок (рис. 9.44). Шаг блока составляет около 0,1-0,2 мм, а усталостные бороздки регулярно возрастают и убывают в блоке и колеблются в пределах 0,3-2,0 мкм. Характер развития трещины указывает на то, что ее развитие происходит на значительное расстояние за один цикл испытания в составе двигателя на стенде. При шаге бороздок 2,0 мкм развитие трещины реализуется в области малоцикловой усталости и свидетельствует о достижении ситуации, близкой к циклической вязкости разрушения материала. [c.519]

В диске II ступени КВД двигателя Д-18, изготовленном из сплава ВТ9, произошел обрыв трактообразующего козырька со стороны выхода. Очаг зарождения трещины расположен на поверхности паза под лопатку на расстоянии в пределах 1 мм от кромки паза вне зоны контакта с лопаткой. Все распространение трещины характеризуется псев-добороздчатьш рельефом и строчечностью, а у границы перехода к долому имеет место формирование блоков мезолиний усталостного разрушения [c.521]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...