46. Визуально-оптическая диагностика.

Метод позволяет выявлять забоины, разрывы материала, трещины, потертости, эрозионный износ, прогары, усталостные трещины, коробления, деформации, нарушение покрытий и наличие. налета на деталях компрессора, камеры сгорания, турбины реактивного сопла и других узлах двигателя. Для осмотра криволинейных поверхностей жестких конструкций, как правило, недоступных для визуально-оптических средств, применяют гибкие стекловолоконные устрой­ства. Устройство »в простейшем случае состоит из двух стекловолоконных жгутов, заключенных в металлическую оплетку. Один из жгутов служит для передачи изображения, другой для подвода света к месту осмотра. Для обнаружения трещин в начальной ста­дии их развития, когда объектив располагается, как правило, на расстоянии 50—200 мм от осматриваемых поверхностей, требу­ется большое увеличение и освещенность наблюдаемых поверх­ностей. Место на корпусе двигателя для ввода эндоскопов выбирают таким образом, чтобы был максимальный обзор рабочих и статорных лопаток ротора компрессора и турбины, всех деталей горячей части и особенно поверхностей жаровых труб камер сгорания. Обычно отверстия под эндоскоп для оценки состояния лопаток компрессора располагаются на корпусе компрессора между спрям­ляющими аппаратами каждой ступени.В зоне камеры сгорания предусматривается ряд равномерно расположенных по окружности отверстий под эндоскоп .для осмот­ра топливных форсунок, фронтового устройства камеры сгорания, внутренней и наружной жаровых труб и передних кромок сопловых лопаток первой ступени турбины. Отверстия для оценки состояния рабочих лопаток турбины располагаются в районе сопловых аппа­ратов. Так как отверстия под эндоскопы обычно располагаются в наиболее напряженных местах корпуса двигателя, то при конструиро­вании необходимо предусмотреть снижение концентрации напря­жении и не допускать снижения усталостной прочности материала в этих местах. Кроме того, эти отверстия располагаются в местах, где нежелательны утечки и искажения газового потока, поэтому конструкция не должна допускать как утечки, так и искажения газового потока. Представление изображения состояния детали на фотобумагу или видеоленту позволяет организовать анализ тенден­ции изменения состояния по серии последовательно полученных в разное время снимков. Это является одним из важных и новых направлений в применении визуально-оптических средств при реше­нии задач диагностирования.

47. Диагностика температурного состояния деталей.

Диагностика температурного состояния деталей температурные напряжения и их изменение в процессе эксплуата­ции являются одним из источников повреждений элементов конст­рукции двигателя. Предупреждение разрушений от термических воздействий возможно на основе контроля действительного темпе­ратурного состояния детали или горячей среды, омывающей эту деталь.

Метод оценки температурного состояния,- например, лопаток турбины по результатам измерений температуры омывающих газов не является эффективным, особенно если лопатка имеет внутрен­ние каналы и отверстия на поверхности для прохождения охлажда­ющей среды, когда распределение температуры на поверхности имеет значительные градиенты на участках с размерами менее одного миллиметра. Градиенты температур на таких участках лопатки могут быть обнаружены и определены с помощью опти­ческого метода, с использованием радиационных пирометров.

Он измеряет фактическую температуру лопаток турбины, зависящую не только от температуры газа, но и от температуры охлаждающего воздуха и эффективности всей системы охлаждения лопаток. Для регистрации значений температуры с точностью не менее 5° С в диапазоне 700—1000° С необходимо, чтобы точность электри­ческих измерений была не менее 4—8%

При измерении радиационной энергии пирометра принципиаль­но возможны ошибки вследствие искажения лучистой энергии со­седними лопатками, изменения состояния рабочих поверхностей лопаток в процессе их эксплуатации и присутствия нес­конденсированных частиц углерода.В качестве диагностической информации используют максималь­ную, минимальную и среднюю температуры, а также распределение температур в наиболее опасных сечениях.' Средняя температура лопаток характеризует работоспособность системы охлаждения. Повышение температуры позволяет обнаружить обрывы дефлекто­ров, уменьшение расхода охлаждающего воздуха вследствие засо­рения каналов и т. п. Среднемаксимальная температура лопаток служит для оценки состояния наиболее теплонапряженных ее участков (входные, выходные кромки). Разность между, среднемаксимальной и среднеминимальной температурами характери­зует градиент температуры по поверхности лопаток. Кроме того, применение пирометрического метода позволит организовать экс­плуатацию ГТД на оптимальных температурных режимах, опреде­ляемых механическими свойствами материала деталей горячей части, и расширить срок службы деталей горячей части двигателя.