14.2.Диагностика на основе анализа продуктов износа в продуктах сгорания

Известно, что разрушение деталей проточной части ГПА, вызываемое перегревом, газовой коррозией, абразивным износом, сопровождается выносом из ГПА вместе с газовым потоком мельчайших частиц металла. Начало разрушения и его характер, можно определить, регистрируя наличие продуктов износа и их состав. Отсюда рассматриваемый метод аналогичен методу диагностики по анализу продуктов износа в масле. Решение этой задачи основано на применении импульсного метода с лазерным источником для определения концентрации в газовом турбулентном потоке. Экспериментально показано, что метод позволяет проводить мгновенные (в течение 10-14 с) и одновременные измерения локальных концентраций в смесях в многоатомных газах. Определение состава и концентрации продуктов износа проводят в процессе анализа состава проб продуктов сгорания, взятых из выхлопного тракта ГПА. Недостаток данного метода связан с его трудоемкостью и дискретностью контроля технического состояния. Перспективность же его связана с тем, что этот метод представляется весьма эффективным для диагностирования такого важного узла, как камера сгорания ГПА, в настоящее время наименее охваченного диагностированием.

14.3.Диагностика температурного состояния деталей

Температурные напряжения и их изменения в процессе эксплуатации являются одним из источников повреждений элементов конструкции горячей части (камера сгорания, турбина) ГТУ. Предупреждение разрушений от термических воздействий возможно на основе контроля действительного температурного состояния детали. Контроль возможен путем прямого измерения температуры или косвенного (по температуре потока, омывающего этот элемент). Измерение температуры потока технически просто осуществляется встроенными аппаратурными средствами (термометрами сопротивления, термопарами). Однако эффективность контроля на основе косвенного измерения, даже если температура потока определена абсолютно точно, невелика, так как элементы горячей части ГТУ, как правило, охлаждаются воздухом и поэтому распределение температур по материалу элемента не совпадает с распределением температуры в потоке. Прямой контроль температур деталей путем установки в них малогабаритных термопар хотя и возможен в принципе, однако не обеспечивает приемлемой точности, технологически сложен в части установки и замены термопар. Наиболее широкое применение для прямого контроля температуры нагретого элемента нашли пирометры, реализующие оптический метод. Для определения температурных полей корпусных деталей все большее распространение находят тепловизоры. Пирометры замеряют интенсивность электромагнитного излучения и выдают сигнал, как правило, пропорциональный температуре, осредненной на замеряемом участке.

Основной причиной, ограничивающей широкое использование пирометров, является загрязнение оптики и снижение надежности и точности при длительном контакте с газовым потоком. Проблема сохранения чистоты оптики и охлаждения пирометров - единственная на пути их широкого внедрения.

Визуально-оптическая диагностика. Метод позволяет выявлять: забоины, разрывы, трещины, эрозионный износ, прогары, усталостные трещины, коробления, деформации, нарушение покрытий, загрязнение проточной части и т.п.