1.1.4. Основні напрямки удосконалення системи технічного обслуговування і ремонту газотурбінних установок і компресорів

Досвід експлуатації ГТУ, показав, що система технічного обслуговування та ремонту із заздалегідь обумовленими фіксованими величинами наробітку між планово-профілактичними роботами (включаючи заміни елементів і ремонти) має певні недоліки і не є економічно оптимальною. При такій системі профілактичні заходи виконуються незалежно від фактичного стану ГТУ в конкретних умовах його використання, що приводить до невиправданих витрат, а з іншого боку, не виключає появи відмов у міжпрофілактичний період. При цій системі недовикористовуються індивідуальні ресурси багатьох елементів конструкції, які замінюються через фіксовані інтервали наробітку, а не у зв’язку з фактичним витрачанням їх ресурсу. Нарешті, виникають відмови приробки, неминучі після ремонтно-профілактичних робіт, яких могло б бути менше при скороченні числа цих робіт.

Відзначені недоліки привели до впровадження більш досконалої системи технічного обслуговування – за станом об’єкта обслуговування. Обслуговування ГТУ за технічним станом дозволяє максимально використати індивідуальні технічні можливості їх елементів при забезпеченні необхідного рівня надійності.

Сутність системи обслуговування за станом зводиться до того, що ті або інші роботи на ГТУ (заміни його агрегатів і деталей, ремонтні роботи тощо) виконуються не через регламентовані строки наробітку, а при виникненні необхідності, обумовленій технічним станом конкретного екземпляра ГТУ і її елементів. Метод обслуговування за станом заснований на постійному контролі технічного стану ГТУ і ефективний лише при наявності розвинутої системи раннього виявлення її несправностей. ГТУ має властивості, які забезпечують контроль її стану. По-перше, порівняно легко, особливо при модульній конструкції, може виконуватись її часткове розбирання, що робить доступним для замін і контролю її деталі і вузли. По-друге, конструкція основних вузлів ГТУ дозволяє здійснювати широкий контроль їх стану різними неруйнівними методами. По-третє, зміна ряду важливих експлуатаційних параметрів досить легко контролюється в процесі використання ГТУ.

Моделі обслуговування за станом. Нехай (t) – монотонна випадкова функція часу, яка відповідає якомусь параметру виробу, a _от – граничний рівень параметра, перетинання якого для випадкового процесу (t) означає відмову. Такими параметрами для ГТУ можуть бути, наприклад, вміст металевих часток у маслі, величина забоїни на лопатці, рівень температури газу, рівень вібрацій тощо. Нехай, _пр.от – передкритичний рівень контрольованого параметра, а _от – _пр.от – допуск, що попереджає відмову. Стратегія обслуговування за технічним станом в більшості випадків будується так, щоб момент контролю і обслуговування Т_об відповідав би умові:

хоча в деяких окремих випадках допускається і умова

(T_об) = _от. (1)

На рис. 2 показано кілька моделей обслуговування. Схема на рис. 2, а відбиває обслуговування через регламентовані інтервали наробітку t_рег = T_об. Якщо, наприклад, мається на увазі профілактична заміна якогось агрегату, тоді відповідно до рис.2, а, п’ять агрегатів незалежно від їх стану будуть замінені в момент t_рег, один відмовить до регламентних робіт при наробітку t_от. Інші моделі на рис. 2 відповідають обслуговуванню за станом. Схема на рис. 2, б відповідає умові (1), тобто обслуговування відбувається тільки після відмов при наробітках t₁, t₂. Такий підхід допустимий для обслуговування невідповідальних елементів ГТУ, відмова яких не приводить до серйозних наслідків; наприклад, термопари контролю температури вихідних газів можуть у ряді випадків замінятися лише при виході їх з ладу. Рис. 2, в відповідає обслуговуванню з постійним контролем стану. Нехай регулярно перевіряється масло на вміст металевих домішок і рівень _пр.от відповідає початку небезпечного зношування шестерень коробки приводів. У моменти t₁, t₂,…, тобто після досягнення рівня _пр.от, шестерні заміняються. І, нарешті, рис. 2, г відповідає обслуговуванню з періодичним контролем. Якщо, наприклад, періодично оглядаються (у моменти контролю t_к1, t_к2) лопатки компресора за допомогою бароскопу, тоді при виявленні небезпечних тріщин, забоїн відповідні ГТУ, а при модульній конструкції – модулі компресора знімаються з експлуатації для ремонту.

З розглянутих прикладів видно, що контроль стану ГТУ, є невід’ємною частиною системи обслуговування за технічним станом. Важливою умовою забезпечення високої надійності ГТУ при обслуговуванні їх за станом є також встановлення обґрунтованих обмежень термінів служби найбільш відповідальних елементів конструкції, у першу чергу – дисків турбін і компресорів, у межах яких і повинна реалізуватися система обслуговування ГТУ за станом. При досягненні зазначених обмежень, як правило, повинне виконуватись ревізія ГТУ.

а	б
в	г

Рис.2. Схеми моделей обслуговування: а – за фіксованим напрацюванням; б – у разі відмови; в – за безперервного контролю; г – за періодичного контролю

Слід зазначити, що індивідуалізація змісту і строків обслуговування кожного екземпляра ГТУ і навіть її окремих елементів, властива обслуговуванню за станом, ускладнює керування цією системою, особливо при великих парках ГТУ. Тому планування і контроль робіт, облік наробітку ГТУ і окремих агрегатів, планування і облік запасних частин і безліч інших функцій керування системою обслуговування за станом вимагають обов’язкового використання спеціальних інформаційних систем.