СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И РЕМОНТА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
METHOD OF DIAGNOSIS AND MAINTENANCE OF GAS TURBINE ENGINES

Изобретение относится к области реактивной техники, в частности к области диагностирования, ремонта, приемки и поставки газотурбинных двигателей для воздушных судов и энергетических установок, работающих на жидком и газообразном топливах.
Известен способ диагностирования и ремонта газотурбинных двигательных установок, заключающийся в регистрации текущих значений критериев состояния двигателя, сравнении их с заданными эталонными значениями, устранении выявленных дефектов и проведении контрольных проверок (см. патент РФ №2173451, G01M 15/00, 10.09.2001 г.).
Недостатком известного способа является ограниченное количество регистрируемых и оцениваемых параметров, так как в основном производится или частичная проверка визуальным осмотром двигателя или проверка работоспособности его систем (топливной, масляной, электрических цепей, контрольно-записывающей и регистрирующей аппаратуры и т.п.), что характерно для проведения обычных плановых регламентных работ. Однако после возвращения двигателя из эксплуатации или после длительного его хранения необходима полная информация о техническом состоянии агрегатов, модулей, узлов и деталей, выявление объема ремонта и замены вышедших из строя деталей с проведением разборки двигателя и специальных видов контроля и специальных видов испытаний. Известный способ из-за недостатка информации позволяет только частично оценить техническое состояние двигателя, а, следовательно, и не может гарантировать надежную работу при возврате двигателя в эксплуатацию в течение назначенного или вновь установленного ресурса.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей проверки работоспособности агрегатов, составных узлов и деталей двигателя, проверки предельных износов и зазоров, выявления замены материальной части ремонтных двигателей, которая не подлежит ремонту и восстановлению, проверки ремонтной технологии и порядка установления и увеличения ресурса двигателей, их агрегатов и комплектующих изделий.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе диагностирования и ремонта газотурбинных двигателей, заключающемся в регистрации текущих значений критериев состояния двигателя, сравнении их с заданными эталонными значениями, устранении выявленных дефектов и проведении контрольных проверок, регистрацию текущих значений критериев состояния двигателя осуществляют визуальным осмотром с последующей разборкой двигателя, отправкой покупных агрегатов и комплектующих изделий разработчикам и предприятиям-изготовителям, проведением неразрушающих методов контроля, обмеров геометрических размеров составных частей двигателя и лабораторных испытаний, затем сравнивают зарегистрированные значения критериев двигателя, например, с критериями состояния двигателя, выдержавшего государственные испытания, и формируют с соблюдением требований ремонтной технологии перечни агрегатов, узлов и деталей, подлежащих ремонту, замене и допуску годных для сборки, собирают двигатель, устанавливают на испытательный стенд, проводят стендовые приемосдаточные испытания с отладкой параметров и регулировкой всех его систем и проверкой на соответствие техническим условиям качества сборки и основных параметров двигателя заданным значениям, выбирают из числа прошедших приемосдаточные испытания двигатель от партии, проводят на нем стендовые ресурсные испытания, после чего его вновь визуально осматривают, разбирают, отправляют покупные агрегаты и комплектующие изделия разработчикам и предприятиям-изготовителям, проводят неразрушающие методы контроля, обмеры геометрических размеров составных частей двигателя и лабораторные испытания, сравнивают зарегистрированные значения критериев двигателя с заданными значениями, формируют по результатам сравнения заключение о допуске двигателей к дальнейшей эксплуатации с начальным назначенным или измененным ресурсом и после этого осуществляют приемку и отправку остальных двигателей этой партии в эксплуатацию.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная блок-схема реализации предложенного способа.
Способ диагностирования и ремонта газотурбинных двигателей включает в себя следующие этапы:
1 - доставка двигателя из эксплуатации;
2 - осмотр двигателя;
3 - разборка двигателя;
4 - отправка разобранной материальной части двигателя;
5 - отправка демонтированных с двигателя агрегатов и комплектующих на заводы изготовители;
6 - отправка узлов и деталей двигателя на прохождение неразрушающих методов контроля;
7 - проведение лабораторных испытаний;
8 - проведение сравнения зарегистрированных критериев двигателя с эталонными значениями;
9 - формирование перечня агрегатов, узлов и деталей, подлежащих ремонту, замене и допуску годных для сборки;
10 - сборка двигателей;
11 - проведение стендовых испытания с отладкой параметров и регулировкой всех его систем и проверкой на соответствие техническим условиям качества сборки и основных параметров двигателя заданным значениям;
12 - проведение на отобранном из партии двигателе стендовых ресурсных испытаний;
13 - формирование по результатам сравнения заключения о допуске двигателей к дальнейшей эксплуатации с начальным назначенным или измененным ресурсом;
14 - осуществление приемки и отправки двигателей этой партии в эксплуатацию;
15 - эксплуатация двигателей.
Способ диагностирования и ремонта газотурбинных двигателей осуществляется следующим образом.
После выработки предусмотренного ресурса двигатель или всю партию серии доставляют из эксплуатации на серийный или ремонтный заводы (этап 1). Эксплуатация двигателя включает в себя эксплуатацию с назначенным гарантийным ресурсом, установленным нормативно-технической документацией после прохождения двигателем цикла доводочных и экспериментальных работ. Ресурс двигателя, например, до первого капитального ремонта обусловлен суммарной наработкой на всех эксплуатационных режимах, при достижении которой применение двигателя по назначению должно быть прекращено. Назначенный ресурс двигателя достигается поэтапным увеличением от начального значения, устанавливаемого к моменту начала серийной эксплуатации, до величины полного назначенного ресурса, указанной, например, в техническом задании на двигатель или с учетом экономической целесообразности.
На заводах после доставки двигателя производится визуальный входной осмотр (этап 2) с составлением ведомости осмотра, в которой отмечаются все повреждения, полученные двигателем при эксплуатации, транспортировке и при длительном хранении (забоины на лопатках компрессора, состояние топливных, масляных, воздушных трубопроводов, состояние электрокоммуникаций, замерных коммуникаций системы технической диагностики, повреждения агрегатов, следы коррозии и т.п.). В этой же ведомости осмотра указываются и мероприятия по устранению выявленных дефектов. После этого производится полная разборка (этап 3) двигателя (всей партии или серии) для определения технического состояния его узлов, деталей, агрегатов и комплектующих. В процессе разборки осуществляется регистрация всех выявленных визуальным осмотром дефектов с указанием мер по их устранению или с указанием дополнительных исследований для установления истинных причин появления дефектов. Далее производится отправка (этап 4) разобранной материальной части двигателя. Все демонтированные с двигателя агрегаты и покупные комплектующие отправляются (этап 5) разработчикам и предприятиям-изготовителям для разборки, проведения специальных методов контроля, специальных лабораторных испытаний, сборки, проведения испытаний по отладке всех систем и ресурсных испытаний (одного или несколько агрегатов) с подтверждением ресурса, который должен соответствовать, как правило, ресурсам двигателя или превышать их в число раз, кратное ресурсам двигателя. Параллельно с отправкой покупных агрегатов и комплектующих изделий разработчикам и предприятиям-изготовителям производится отправка узлов и деталей двигателя (этап 6) на прохождение неразрушающих методов контроля (цветная дефектоскопия, рентген, обмеры геометрических размеров составных частей и отдельных основных деталей двигателя (роторов компрессоров и турбин, валов, жаровых труб основных и форсажных камер сгорания, корпусов и т.п.) с регистрацией всех выявленных дефектов и рекомендаций по их устранению. Некоторые узлы и детали двигателя подвергаются лабораторным испытаниям (этап 7) на специальных стендах завода (проливка топливных коллекторов камеры сгорания, замеры полей температур с целью определения и отладки заданной величины окружной и радиальной неравномерности температур газа на выходе из камеры сгорания, проведения специальных лабораторных испытаний непокупных агрегатов, проверка в лабораторных условиях электрооборудования, проверка, работающих под давлением, трубопроводов масляной, топливной и гидравлической систем и т.п.). В процессе всех исследований производят сравнение (этап 8) зарегистрированных критериев двигателя с эталонными значениями, например с критериями двигателя, зарегистрированными при проведении государственных стендовых испытаний. По завершению всех исследований узлов и деталей двигателя после разборки и дефектации узлов и деталей двигателя, получения положительного заключения разработчиков и предприятий-изготовителей на агрегаты и покупные комплектующие изделия об отсутствии дефектов, связанных с отработкой ресурса и влияющих на безопасность работы, формируют (этап 9) перечень с соблюдением требований ремонтной технологии агрегатов, узлов и деталей, подлежащих ремонту, замене и допуску годных для сборки. Из допущенных и новых (отремонтированных) узлов и деталей двигателя, агрегатов и комплектующих изделий двигатель (партию или серию) собирают (этап 10) для проведения стендовых испытаний (этап 11) с отладкой параметров и регулировкой всех его систем и проверкой на соответствие техническим условиям качества сборки и основных параметров двигателя заданным значениям в соответствии с нормативно-технической документацией на двигатель. Из всех собранных партии или серии двигателей произвольным образом выбирают любой двигатель и направляют его на проведение стендовых ресурсных испытаний (этап 12), в то время как остальные двигатели партии или серии после прохождения испытаний по отладке и проверке в эксплуатацию не отправляются до специального разрешения. После удовлетворительного прохождения ресурсных испытаний (этап 12) двигатель вновь проходит все этапы осмотра, разборки, проверок, контроля и сравнения зарегистрированных текущих значений критериев состояния двигателя с заданными значениями согласно этапам 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 технологического цикла ремонтной технологии. По результатам ресурсных испытаний и проведенных после них исследований с получением положительного заключения разработчиков и предприятий-изготовителей на агрегаты и покупные комплектующие изделия об отсутствии дефектов, связанных с отработкой ресурса и влияющих на безопасность, формируют заключение (этап 13) о допуске двигателей партии или серии к дальнейшей эксплуатации с начальным назначенным или измененным ресурсом и после этого осуществляют приемку (этап 14) и отправку остальных двигателей этой партии в эксплуатацию (этап 15).
Таким образом, проведение переборки и ремонта двигателя, его агрегатов и комплектующих изделий по предложенному способу с регистрацией в акте каждой ремонтной операции, проведением необходимых измерений деталей, узлов и параметров двигателя, сравнения зарегистрированных текущих значений критериев состояния двигателя как до, так и после испытания на установленный ресурс оставшихся на продолжение эксплуатации деталей, узлов и агрегатов и замененных деталей, узлов и агрегатов двигателя, позволяет с высокой надежностью оценить техническое состояние ремонтного двигателя, оценить эффективность применения ремонтной технологии и с учетом экономической целесообразности поэтапно увеличить ресурс двигателя до величины полного назначенного ресурса, оговоренного в нормативно-технической документации на партию или на всю серию двигателей и, в целом, гарантировать надежную работу при возврате двигателя в эксплуатацию в течение назначенного или вновь установленного ресурса.