Виды орбит центра цапфы ротора

Рис. 6.3. (а - нормальная работа; б - появление дисбаланса; в - развитие неисправности, связанной с дисбалан­сом и появлением незначительной трещины; г - появление трещины).

По форме орбиты можно судить о степени развития неисправ­ности. Например, при возникновении трещины в вале орбита принимает разнообразные формы петли.

Нормы вибрации приведены в табл. 6.1. [10].

Таблица 6.1.

Нормы вибрации (дБ) главных паровых турбин, утилизационных
турбин, турбогенераторов и турбоприводов

Контроль ТС турбины может быть осуществлен и по термогазодинамическим параметрам. Оценка ТС конденсатора может быть произведена по коэффициенту теплопередачи и гидравлическому сопротив­лению. В качестве параметра, характеризующего ТС конденсатора рекомендуется использовать коэффициент β [10]:

β = (t₁-t₂) υ/(t₁₀-t₂₀) υ₀ , (6.4)

где

t₁ и t₁₀ - температура воды на выходе из конденса­тора (измеренная и исходная);

t₂ и t₂₀ - то же, на входе в конденсатор;

υ и υ₀ - скорость воды в конденсаторе (измеренная и исходная).

6.5. Газотурбинные двигатели

Контроль ТС таких двигателей, в частности их проточных частности, может быть осуществлен по изменению термогазодинамических параметров. Однако наибольшее распространение получил способ определения ТС по вибрационным характеристикам. При этом каждой из категорий ТС соответствует определенное значение вибрации (табл. 6.2. [10]).

Таблица 6.2.

Нормы вибрации судовых ГТД, мм/с, полоса частот от 10 до 1000 Гц

В процессе эксплуатации ГТД важным является обнаружение явления помпажа. Для этих целей могут быть использова­ны различные методы, например, косвенные и прямые. В первомслучае используют измерение параметров рабочего процесса и их обработку, косвенно характеризующих наступление предпомпажного состояния. Во втором случае регистрируют явления, причинно свя­занные с помпажом, - срыв потока с лопаток компрессора.

В эксплуатационной практике применяются различные способы обнаружения помпажа. В качестве примера можно привести способ ЦНИИМФ – ЛЗК. Он основан на измерении сигналов давления на входе и выходе из компрессора, которые преобразуются в сигнал, соответствующий значению перепада давления на входном патрубке на границе помпажа. Полученный сигнал сравнивается с сигналом измерения фактического перепада давления на входном патрубке (рис. 6.4 [10]). Другим является способ, основанный на контроле свечения потока. Сущность способов обнаружения помпажа иллюстрируется на рис. 6.4. а, б [10].

Способы обнаружения помпажа

Рис. 6.4; а - по параметрам рабочего процесса (1 - компрессор; 2 - измерение давления воз­духа за компрессором; 3 - преобразователь дав­ления; 4 - блок преобразования и сравнения дав­ления; 5 и 6 - блок сравнения и показывающий прибор; 7 - преобразователь давления; 8 - пре­образователь перепада; 9 - измерение перепада; 10 - измерение давления); б - по контролю за свечением потока (I - лопатки компрессора; 2 - приемный патрубок; 3 - датчик помпажа (фоторезистор); 4 - усилитель; 5 - блок сравнения; 6 - показывающий прибор). Свечение потока (рис. 6.4.б) связано со срывом течения с лопаток компрессора, сделанных из титана. При нормальной работе компрессора наблюдаются светящиеся точки. В предпомпажном состоя­нии свечение резко увеличивается и особено велико в момент помпажа. Явление свечения отмечается электрон-фотонным взаимодейст­вием оксидов титана под действием вихревого (срывного) обтекания лопаток.

6.6. Насосы и вентиляторы

Оценка ТС в процессе эксплуатации насосов может быть произведена различными способами, например, по отклонению рабочих па­раметров от эталонных характеристик, возникновению кавитационных режимов, контролю уровня вибрации и ударных импульсов и др. [4, 10]. В результате контроля устанавливаются возможные неисправности с последующим отнесением насоса к опреде­ленной категории его ТС. В большинстве случаев ограничиваются контролем давления нагнетания - напора (в случае центробежных насосов при закрытых и открытых нагнетательных клапанах), дав­ления всасывания и силы тока электродвигателя. Пределы отклонения параметров насосов приведены в табл. 6.3. [10].

Таблица 6.3

Пределы отклонения параметров насосов

Снижение подачи и напора насоса может быть связано с различ­ными причинами [7]. Например, с эрозией рабочего колеса, шес­терен и винтов, поломкой лопаток и зубьев, отложениями на рабочих узлах, износом внутренних уплотнений и т.п. Величина снижения по­дачи и напора насоса определяется по уменьшению давления за на­сосом при следующих условиях: нормально открытые клапаны на вса­сывающем и нагнетательном трубопроводе, чистые фильтры и отсутст­вие неплотностей в соединениях.

Обнаружение разрушения подшипников, попадание посторонних предметов и заклинивание рабочих органов насосов, износ внутрен­них уплотнений и смещение рабочего колеса возможно при контроле за током электродвигателя с использованием штатных приборов.

При наличии у центробежных насосов вакуум-насоса их ТС конт­ролируется по поддержанию вакуума на входе в насос. При этом ре­комендуется предварительно убедиться в плотности системы перед насосом.

При контроле уровня ударных импульсов необходимо иметь в виду, что максимальные значения ударных импульсов могут возник­нуть в направлении действия сил на подшипники. Например, у аксиально-плунжерных насосов измерения рекомендуется проводить в плоскости вращения качающего узла. Нормы ТС насосов различных типов приведены в табл. 6.4.

Таблица 6.4.

Рекомендуемые нормы ТС насосов по уровню ударных импульсов (ДБ), измеренных на корпусе (случай dB_i - 20 ДБ)

По уровню ударных импульсов можно судить о наличии кавитации насосов, срывах потока, износа уплотнений, шестерен, винтов, колес и подсоса воздуха. При измерении высокого уровня ударных импульсов на подшипниках вихревых и шестеренных насосов необходимо предварительно установить, не является ли их причиной срывные явления в насосе.

Колебания уровня ударных импульсов в эксплуатации вследст­вие изменения режима, температурных условий и деформации корпуса судна, а также воспроизводимости приборов может составлять 5-6 ДБ. При использовании уровня вибрации в процессе контроля ТС на­сосов должно соблюдаться следующее условие: измерению вибрации должно предшествовать измерение ударных импульсов с целью уста­новления состояния подшипников и их влияния на общую вибрацию насоса.

Обычно уровень виброскорости (миллиметр в секунду, среднее квадратичное значение) измеряется в таких частотных диапазонах:

- на основной частоте (f₀ = n/60 Гц), где n – частота вращения, об/мин;

- на лопаточной частоте (f_л = z_л/f_o), где z_л - число лопа­ток или зубьев рабочего колеса, число винтов.

В первом случае выявляются состояния балансировки и центров­ки, а также проверяется вторая гармоника. Во втором- состояние проточной части и кавитационные явления.

При выборе частотного диапазона рекомендуется руководствоваться типовыми спектрами вибрации насосов (рис. 6.5. [10]).