Пристрій для виявлення дефектів на працюючому обладнанні

Пристрій для виявлення дефектів на працюючому обладнанні, який складається з накладки, що утворює разом з контрольованою поверхнею герметичну порожнину, заповнену рідиною під тиском і з'єднану з датчиком тиску, який відрізняється тим, що на поверхні накладки, яка контактує з контрольованою поверхнею обладнання, виконана сітка з'єднаних між собою каналів. (19) (21) 20041210234 (22) 13.12.2004 (24) 15.08.2006 (46) 15.08.2006, Бюл. № 8, 2006 р. (72) Титко Олексій Іванович, Ахременко Валерій Леонідович (73) ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) UA 66179 11.08.2003WO 0184102 08.11.2001WO 02057733 25.07.2002EP 0019968 14.05.1980JP 11271165 25.04.1995SU 1288515 3 тобто утворить контрольну сітку, розміри чарунок якої не повинні перевищувати розмірів дефектів, гранично припустимих в експлуатації, що дозволяє значно зменшити розміри герметичної порожнини і зберегти розрахунковий характер навантаження обладнання. При виході тріщини на один з каналів тиск рідини у всій порожнині падає (якщо тріщина починає розвиватися між каналами, то тиск падає стрибком при виході тріщини на один з каналів) унаслідок зміни прогину мембрани, з'єднаної з герметичною порожниною. На основі приведеного вище аналізу можна зробити висновок про те, що істотні ознаки, які приведені у формулі винаходу, є необхідними і достатніми для досягнення нового технічного результату - підвищення безпеки і надійності обладнання шляхом безперервного контролю розвитку тріщин у раніше недоступних, а також великих зонах обладнання під навантаженням. На Фіг. зображено пристрій у поперечному розрізі, де: діагностована поверхня обладнання 1, накладка 2, герметична порожнина, створена мережею каналів на поверхні накладки 3, тріщина 4, гнучка мембрана 5. Запропонований пристрій ґрунтується на тому, що герметична порожнина 3 формується шляхом виконання сітки каналів, з'єднаних між собою на одній зі сторін накладки 2, яка прилягає до діагностованої поверхні 1 обладнання. Герметична порожнина, утворена мережею каналів, заповнюється рідиною під тиском і з'єднується з гнучкою мембраною 5. При з'єднанні тріщини 4 з кожним з каналів рідина заповнює обсяг тріщини, при цьому мембрана змінює свій прогин, а також напружено-деформований стан, що фіксуються. Прогин мембрани залежить від об'єму розкриття однієї тріщини або декількох тріщин. Розміри і матеріал накладки вибирають, виходячи з конструктивних умов і навколишнього середовища. Розміри каналів і товщину накладки вибирають так, щоб деформації накладки від зовнішніх навантажень не перекривали перетину каналів і в той же час робили мінімальне навантаження на обладнання. Відстань між каналами вибирають, виходячи з розрахунку критичних розмірів тріщин (вона не повинна перевищувати в будь-якому напрямку гранично припустимих, виходячи з безпечної експлуатації, розмірів тріщин). Як приклад розглянемо діагностування внутрішньої поверхні бандажного кільця турбогенератора, на які діють відцентрові сили і зусилля лобових частин обмоток ротора [6]. Бандажне кільце виготовлене зі сталі 18Мn-5Сr. Для цієї сталі критичний коефіцієнт інтенсивності напруги дорівнює K1c 130Мпа М. Коефіцієнт інтенсивності напруження для напівеліптичної тріщини визначається за формулою 76628 4 K1 1,12 E2 l , де Е2 - повний еліптичний інтеграл другого роду від аргументу 12 (для l/а=0,4 a2 E2=1,151), l - глибина тріщини, а - половина довжини тріщини. Критична довжина тріщини визначається так 2 K1cE2 2 1 , де К1с - критичний коефіцієнт 1,122 2 інтенсивного напруження, механічне напруження. Задаючи розрахункове значення напруження на внутрішній поверхні бандажного кільця рівним 600МПа, одержуємо lкр = 15,8мм. Тоді 2а=80мм. Нестабільний ріст тріщини починається при 2а=60-65мм. Приймаємо відстань між каналами рівну 50мм. При такій сітці максимальна не виявлена тріщина, що поширюється по діагоналі квадрата 50х50, буде близько 71мм.. Тобто, навіть у самому гіршому випадку можна виявити тріщину, яка не перевищує критичних розмірів. Канали виконуються радіусом 0,5-1мм, а товщину накладки вибираємо 3-4мм, щоб вона витримала тиск обмоток збудження й у той же час робила мінімальні навантаження на бандажне кільце від власних відцентрових сил. Матеріал бажано 18Мn-5Сr, щоб коефіцієнт лінійного розширення був з бандажним кільцем однаковий. Порівняльний аналіз відомих технічних рішень показує, що даний пристрій дозволяє поширити область застосування способу діагностування тріщин по обсягу їх розкриття на працюючому обладнанні на поверхнях, що знаходяться під впливом зовнішніх навантажень (тиск, контактні механічні зусилля, відцентрові сили), а також забезпечує безперервний контроль за розвитком тріщин у процесі експлуатації і гарантовано фіксує тріщини небезпечних розмірів, що знижує імовірність руйнування обладнання. Література: 1. И.А.Глебов, Я.Б.Данилевич. Диагностика турбогенераторов. Л. 1989. 2. Вибрационная диагностика мощных турбои гидрогенераторов.м.1977. 3. Вибрация, вибродиагностика. Проблемы стандартизации. Горький. 1988, т. 1, 2. 4. ГКД 34.20.507-2003. Технічна експлуатація електричних станцій і мереж. К. 2003. Правила. 5. Деклараційний патент на винахід 66179А, 2004. Счастлівий Г.Г., Титко O.I., Ахременко В.Л. Спосіб діагностування тріщин по об'єму їхнього розкриття на працюючому устаткуванні. 6. К.Хеллан. Введение в механику разрушения.м. 1988. lкр 5 Комп’ютерна верстка О. Чепелев 76628 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601