Прогар головки жаровой трубы газотурбинного двигателя

Независимо от конструктивного исполнения жаровые трубы камер сгорания работают в условиях высокотемпературного нагрева. Прочность тонколистовой жаропрочной стали снижается до такой степени, что жаровая труба не может быть включена в силовой корпус двигателя, она воспринимает в основном только газодинамические силы от набегающего потока. Трещины различной конфигурации на оболочках жаровых труб встречаются достаточно часто (рис. 29). Они являются следствием постоянно меняющихся по знаку и величине температурных напряжений. Эти напряжения возникают даже при наличии специальных температурных швов в виде щелей и надрезов на поверхности колец жаровых труб, предназначенных для снижения интенсивности накопления усталостных повреждений металла.

Прогар головок жаровых труб зачастую является следствием отклонения оси высокотемпературного факела от оси форсунок из-за отложения нагара и кокса на торцевой части форсунок. Если на головке появляется сетка усталостных трещин, образующих замкнутый контур, то возможно откалывание части головки. Это приводит к существенному изменению всей картины течения первичного и вторичного воздуха, горячий факел замыкается на стенку головки жаровой трубы, возникает прогар стенки головки, возможен интенсивный нагрев наружной оболочки камеры сгорания. Это повреждение на ранних стадиях развития может быть обнаружено по появлению цветов побежалости на наружной поверхности оболочки камеры сгорания.

Наиболее надежным способом обнаружения повреждений элементов жаровой трубы является осмотр ее внутренней поверхности при помощи современных эндоскопов, которые позволяют объективно зафиксировать увеличенное электронное изображение всех стадий развития повреждений и приостановить эксплуатацию двигателя по результатам оценки его технического состояния.

Рис. 29. Жаровая труба:

1 - стабилизатор, 2 - кронштейн, 3,4,5 - наружные кольца, 6,7 - посадочные кольца, 8 - заклепки, 9 - лобовое кольцо, 10 - головка

Непосредственному ремонту предшествует подготовка, которая заключается в частичной разборке и очистке для тщательной дефектации труднодоступных мест. В большинстве случаев достаточно качественная очистка достигается путем выжигания нагара. С этой целью жаровая труба нагревается до 600…700^оС. При этом нагар из-за выгорания углерода утрачивает сцепляемость со стенками и легко удаляется при простукивании. Окончательное удаление нагара производится путем обдувки термокорундом. Технологический процесс ремонта рекомендуется спроектировать для наиболее распространенной конструкции камеры сгорания кольцевого типа.

Лобовое кольцо 9 тороидальной формы жаровой трубы является основанием, к которому в районе выштампованных окон точечной сваркой приварены головки 10. Оплавленные и обгоревшие головки подлежат замене. Технологический процесс ремонта предусматривает последовательное выполнение таких операций:

точки сварки, крепящие головку, срезаются вулканитовым кругом при помощи пневмодрели;

- места приварки зачищаются плоским напильником;

- новая головка в сборе со стабилизатором 1 подрихтовывается к лобовому кольцу с обеспечением размера нахлестки С и зазора Н кругом по щелям; места прихватки и приварки зачищаются с каждой стороны до металлического блеска войлочным кругом с накатанным шлифзерцом или шлифовальной шкуркой зернистостью 12…16;

- головка прихватывается аргонно-дуговой сваркой к лобовому кольцу в четырех диаметрально противоположных точках;

- лепестки головки прихватываются точечной сваркой по размерам М₁ и Л₁;

- окончательная приварка производится точечной электросваркой при использовании сварочной машины типа МПТ-150-6;

- режим сварки: время сварки 0,3 с, время сжатия 0,67 с, время проковки (выдерживание свариваемой детали под давлением без подачи тока) 0,67 с, удельное давление на электродах 60…80 МПа, напряжение 365…400 В, диаметр электрода 6…7 мм;

- по внешнему виду сварочные точки должны удовлетворять следующим требованиям: иметь ясно выраженный отпечаток, нормальную и равномерную вмятину по всей площади, не иметь трещин, прожигов, пористость или свищей;

- в местах сварки выплески металла удаляются напильником;

- при помощи универсального мерительного инструмента контролируется размер Б.

При выполнении курсового проекта, соответствующего данному варианту задания, не предусматривается проверка отремонтированного элемента на равнопрочность в связи с тем, что жаровая труба не входит в силовой корпус двигателя и не воспринимает ни каких внешних сил, кроме газодинамических.

Поиск по сайту: