12.3. 4. Дефекты баббитовой расточки подшипников

Как показал анализ дефектов турбин, представленный в § 2.3, в ряде случаев причинами возникновения вибрации были дефекты баббита: подплавление, выкрашивание, отслаивание баббитовой заливки, а также износ баббита, приводящий к увеличению зазоров в подшипниках. Возникновение этих дефектов и вызванное ими ухудшение вибросостояния турбоагрегата происходит, как правило, в течение длительного периода времени.

При износе баббитовой расточки (неформулярные зазоры в подшипниках) наблюдаются следующие признаки:

• увеличивается уровень вибрации вала;

• параметры вибрации могут зависеть от нагрузки;

• в спектре вибрации появляются и со временем увеличиваются следы колебаний с частотой 1/2ω; по данным [19], при больших величинах зазоров иногда появляются колебания с частотой 14 Гц;

• увеличивается расход масла на сливе из подшипника, падает давление масла на входе в подшипник, уменьшается нагрев масла в подшипнике;

• существенно изменяется положение оси шейки относительно вкладыша, увеличивается величина всплытия шейки ротора в процессе работы, изменяется траектория движения шейки вала;

• увеличивается величина верхнего ("потолочного") зазора при остановленной турбине.

При разрушении баббита подшипников, вследствие отслаивания, подплавления или выкрашивания наблюдаются следующие признаки:

• уровень вибрации зависит от частоты вращения ротора;

• в спектре вибрации появляются высокочастотные и низкочастотные составляющие;

• повышается температура баббита;

• существенно изменяется положение оси шейки относительно вкладыша, уменьшается величина всплытия шейки ротора в процессе работы.

Увеличение уровня высокочастотных составляющих в спектре вибрации также является признаком выкрашивания баббита подшипника.

12.3.5. Неудовлетворительное состояние упорного подшипника

Износ или плохая сборка упорного подшипника приводят к постепенному, в течение длительного времени, ухудшению вибросостояния турбоагрегата. При этом наблюдаются следующие диагностические признаки:

• в спектре вибрации увеличиваются высокочастотные составляюшие, появляется вибрация с частотой 50Z (Z — число колодок упорного подшипника);

• растет уровень осевой составляющей вибрации;

• увеличивается температура упорных колодок, при этом возникает перекос температур верхних и нижних колодок;

• увеличивается величина осевого сдвига ротора.

12.3.6. Дефекты сопряжения муфт

В процессе ремонта часто возникают дефекты сопряжения муфт в виде смещения осей ("коленчатость") и излома осей ("маятник"), которые оказывают существенное влияние на вибрацию турбоагрегата. В соответствии с требованиями ремонтной документации величина "коленчатости" не должна превышать 0,01 мм (бой поверхности 0,02 мм), а излом оси должен быть не более 0,01 мм/м.

Дефекты сопряжения муфт вызывают дисбаланс за счет смещения осей центров масс и смещение осей поверхности шеек относительно оси вращения.

При изломе осей проявляются следующие диагностические признаки:

• наличие вибрации при частотах вращения, близких к нулю;

• увеличение уровня вибрации при прохождении критической частоты вращения;

• возникновение кососемитричного дисбаланса;

• присутствие в спектре вибрации составляющих с частотой 1ω, 2ω, 3ω;

• увеличение амплитуды оборотной (1ω) составляющей вибрации в вертикальном направлении и 2ω составляющей вибрации в поперечном направлении;

• зависимость амплитуды оборотной гармоники (1ω) от частоты вращения;

• возможность появления осевой вибрации;

• независимость уровня вибрации от нагрузки турбины;

• зависимость уровня вибрации от вакуума в конденсаторе;

• синфазные колебания соседних с муфтой подшипников.

При "коленчатости" муфт наблюдаются следующие признаки:

• появление относительно высокого уровня вибрации уже при малых частотах вращения (до 1000 об/мин);

• повышение уровня вибрации при проходе критической частоты вращения;

• присутствие в спектре вибрации составляющих вибрации с частотой 1ω, 2ω, 3ω;

• увеличение амплитуды 2ω — составляющей вибрации в основном в поперечном направлении;

• независимость амплитуды оборотной (1ω) гармоники от частоты вращения;

• возможность появления осевой вибрации, чаще всего монотонно возрастающей с ростом частоты вращения;

• зависимость уровня вибрации от нагрузки турбины;

• зависимость уровня вибрации от вакуума в конденсаторе;

• противофазные колебания соседних с муфтой подшипников.

Дефекты сопряжения муфт могут также возникнуть из-за несовпадения (излома) осей отверстий под призонные болты, неприлегания торцов головок болтов, несоответствия болтов требованиям ремонтной документации.

При наличии излома отверстий в спариваемых полумуфтах торцы гайки и головки болта прилегают к поверхности полумуфты, но диаметр болта меньше, чем диаметр отверстия. При этом болт туго сидит в отверстии и "работает" на кромках. В этом случае на остановленной турбине "коленчатость" отсутствует, а при увеличении крутящего момента возникает. Вибрационное состояние турбины при этом зависит от электрической нагрузки и от тепловой нагрузки отборов.

Если при сборке полумуфт возникнет неприлегание торцов головок болтов к поверхности полумуфты, то при обтяжке муфты (до 0,04 мм) возникает "коленчатость", величина которой под нагрузкой увеличивается. В процессе эксплуатации наличие такого дефекта может привести к обрыву и вытяжке болтов из-за возникновения напряжений в галтелях под головкой.