Дефекты. Эти детали заменяют новыми или отремонтированными. Укомплектованные по группам детали передают в ремонтные цеха вместе с формулярами и картами промеров.

4. ПРИЧИНЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ, ОТКАЗОВ И ДЕФЕКТОВ

 

 

Для обнаружения неисправностей и дефектов, а также для разработки технологии их устранения важно установить физические процессы, приводящие к их появлению.

Среди отказов, которые могут возникнуть в эксплуатации, наиболее серьёзные связаны с разрушениями отдельных частей (силовые элементы корпуса двигателя, диски, лопатки). Различают разрушения хрупкие (мгновенные разрушения), усталостные и под воздействием длительной статической нагрузки .

Несмотря на совершенствование методов расчётов на прочность, наблюдается большое расхождение между расчётными и реальными характеристиками. Кроме того, отмечается значительное рассеивание характеристик, например выносливости диска, даже для одного и того же типа двигателя. Факторы, приводящие к снижению прочности и долговечности, могут быть связаны с нестабильностью свойств

материалов, производственного процесса и условиями нагружения.

В двигателестроении широко применяют высокопрочные,

жаропрочные стали и сплавы, которые обладают высокими пределами прочности, выносливости, сопротивлением термической усталости, коррозионной стойкостью. Однако типичным и общим дефектом

материалов такого рода является их микроструктурная

неравномерность, вследствие чего возникают локальные зоны с пониженными механическими свойствами.

Как показывает опыт, прочность конструкции оказывается значительно меньшей, чем прочность материалов, из которых конструкция изготовлена. Причины этого заключаются во влиянии масштабного фактора, наличии в деталях остаточных напряжений, анизотропии свойств, различном состоянии поверхности, изменении свойств материалов в процессе эксплуатации. Учесть все эти факторы на стадии проектирования и изготовления практически невозможно. Нагрузки, которые испытывают отдельные детали и узлы двигателя, можно разделить на две группы: постоянно действующие (детерминированные) и случайные (стохастические).

К первой группе относятся нагрузки от аэродинамических сил на

лопатки при установившихся режимах работы двигателя, от центробежных сил вращающихся деталей. Значения этих нагрузок известны.

Вторая группа нагрузок носит случайный характер. К ним относятся нагрузки на элементы компрессора, вызванные косым обдувом воздухозаборника или стрельбой реактивными снарядами. К этой группе

можно отнести нагрузки, связанные с динамической

неуравновешенностью ротора и колебаниями температуры рабочего тела при смене режимов работы двигателя. Именно эта группа вносит неопределенность в структуру действующих нагрузок.

Действующие эффективные силы являются результатом сложения детерминированной и случайной (вибрационной) нагрузок.

Входной спектр колебаний может вызвать в каком-либо элементе двигателя нагрузки с пиком при определённой частоте, что будет приводить к соответствующим большим напряжениям.

Вопросы вибрационной прочности являются весьма важными в

обеспечении надёжной работы лопаточных машин. Наибольшую опасность представляют резонансные колебания лопаток. Многие детали ГТД подвергаются действию высоких температур и агрессивных сред, циклических нагрузок. При высокой температуре активизируются диффузионные процессы в поверхностном слое деталей, в результате чего происходит их обеднение легирующими элементами и окисление. Ухудшаются механические свойства. При длительном нагружении возникает ползучесть, которая становится одним из критериев, определяющих работоспособность лопаток и дисков турбин. Тепловые воздействия снижают работоспособность трущихся пар.

Таким образом, одной из причин отказов является необратимое

изменение характеристик материала во времени, вызванное

происходящими в изделиях физико-химическими процессами.

4.1. Виды дефектов

 

 

По величине дефекты твёрдого тела подразделяют на следующие группы:

• дефекты атомного строения. Это особые зоны искажений атомной

решетки, содержащиеся в реальных кристаллах в огромных количествах. В связи с этим особенно важно оценить тонкую структуру поверхностного

слоя, наиболее сильно подвергающегося внешним воздействиям;

• нарушение сплошности материалов микроскопического порядка. К

этой группе дефектов относят микроскопические трещины, по размерам не превышающие предела разрешения оптического микроскопа (< 0, 2 мкм). Они могут образовываться по границам кристалла в процессе его роста, а

также в результате напряжений, особенно знакопеременных.

Субмикротрещины всегда имеются в реальном металле в том или ином количестве. Такие трещины образуются на поверхности и в глубине деталей, как в процессе изготовления, так и в процессе эксплуатации под действием внешнего нагружения. Даже при незначительной глубине (несколько микрометров) эти трещины резко снижают прочностные

характеристики детали;

• макроскопические дефекты. Это различного рода нарушения сплошности

или однородности материала, часто видимые невооруженным глазом. Эти дефекты особенно резко снижают прочность деталей и, как правило, приводят к разрушению при эксплуатации.

Бездефектных деталей не существует. Любая деталь,

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: