10.2. Показатели безотказности: вероятность безотказной работы; средняя наработка на отказ. Показатели надежности: коэффициент технического использования, коэффициент готовности.
Показатели безотказности:
Вероятность безотказной работы - вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ не возникнет.
Вероятность безотказной работы можно определить на основе статистических данных по отказам эксплуатируемых объектов.
Средняя наработка на отказ - отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа отказов в течение этой наработки. Определение этой величины требует обязательного указания интервала наработки (месяц, год, до первого капитального ремонта и т. п.):
где ТО - средняя наработка на отказ; Тн - наработка, на базе которой определяется наработка на отказ; МО - математическое ожидание числа отказов; rп - число отказов п-го объекта за наработку Тн .
Коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается.
Коэффициент готовности оценивает надежность объекта на определенном интервале эксплуатации и является средней величиной на данном интервале.
Значение коэффициента готовности за определенный интервал эксплуатации определяется по следующей формуле:
где tn - суммарная наработка n-го объекта в заданном интервале эксплуатации; п - суммарная оперативная продолжительность восстановления работоспособности n-го объекта в том же интервале времени; N - число наблюдаемых объектов.
Коэффициент технического использования - отношение математического ожидания наработки объекта за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий наработки, технического обслуживания и ремонтов (как планируемых, так и выполненных в связи с отказами) за тот же период эксплуатации:
где ТО и Р - время плановых технических обслуживаний и ремонтов за указанный период эксплуатации.
10.3. Условия работы узлов и деталей гту и гпа. Причины возникновения и развития дефектов. Параметрические, вибрационные, и другие признаки. Примеры диагностических признаков.
Осевой компрессор. Наиболее распространен занос проточной части мелкими аэрозолями вследствие отсутствия или неэффективной работы фильтров тонкой очистки. Затем – эрозионный износ профильной части лопаток и вершин рабочих лопаток крупными аэрозолями. Особенно большой вред наносит увеличение радиальных зазоров над рабочими лопатками. Такие дефекты приводят к падению давления за компрессором, повышению приведенной температуры за ним при той же приведенной частоте вращения, что является диагностическими признаками снижения внутреннего КПД компрессора.
Увеличение радиальных зазоров диагностируют с помощью емкостных, индукционных и других датчиков, а на остановленном агрегате – с помощью механических и оптических устройств.
Другая группа характерных для осевого компрессора неисправностей, влияющих на надежность: задевания в проточной части, трещины в лопатках и обрыв РЛ вследствие высоких вибронапряжений. Диагностика РЛ компрессора обычно осуществляется при обследовании с помощью эндоскопов.
Диагностическим признаком обледенения входного тракта может служить увеличение разрежения перед ВНА, возможно заметное повышение вибрации.
Турбина. На внутренний КПД турбины также влияет образование отложений на профильной части лопаток и увеличение радиальных зазоров над рабочими и сопловыми лопатками. Коробление статорных деталей турбины при несовершенной конструкции их системы охлаждения может вызвать возрастание радиальных зазоров даже на несколько миллиметров в основном за счет срабатывания утонений на РЛ или гребней на лопатках с полками.
Лопатки могут получить ударно-механические повреждения при попадании посторонних предметов, от вылетевшей РЛ.
К ним относятся термоусталостные трещины в выходных кромках сопловых и рабочих лопаток неохлаждаемых первых венцов. Для полых охлаждаемых СЛ и РЛ нередки прогары тонких стенок при нарушениях в системе охлаждения или при большой неравномерности температурного поля.
Усталостные повреждения – наиболее распространенная причина разрушения рабочих лопаток. Вначале образуются микротрещины, затем они сливаются в более заметную. Перед поломкой изменяется частота вибрации лопатки, что может служить диагностическим признаком. Изменяется и положение торцевой поверхности лопатки по отношению к статору, что также используется в качестве диагностического признака.
Камера сгорания. Наиболее часто встречающийся дефект – нарушение равномерности температурного поля по окружности и по радиусу кольцевого входа в СА, а также повышение содержания NОx и СО в продуктах сгорания. Диагностируется с помощью термопар, установленных за последней ступенью турбины до поворота потока. Число термопар обычно соответствует числу горелок.
Часто встречающимися дефектами являются также перегревы, пережоги и прогары жаровых труб и последующих участков газоподводящего тракта.
Центробежный нагнетатель. При недостаточной чистоте технологического газа возникают эрозионный износ лопаток рабочих колес и диффузоров, подрезы на входной части лопаток, что больше угрожает прочности рабочих колес, но снижает и экономичность. О величине эрозионного повреждения и подрезах можно судить по износу специального датчика, помещенного в запыленный поток и сигнализирующего с помощью импульсных трубок или других устройств.
На клепаных РК иногда возникает оконтуривание заклепок, вызываемое знакопеременными напряжениями.
Неудовлетворительная работа уплотнения «масло-газ» может быть связана с повышенной вибрацией ротора ЦН.
Радиальные и осевые подшипники скольжения. Износ баббитового слоя при часто и длительном использовании тихоходного валоповоротного устройства без образования масляного клина. Диагностическим признаком здесь может быть изменение характера и уровня вибрации.