Спосіб ремонту спрямовуючого апарата газотурбінного двигуна

Спосіб ремонту спрямовуючого апарата газотурбінного двигуна, що включає абразивне вида 3 Зазначений спосіб ремонту потенційно здатен вирішити задачу ремонту спрямовуючих апаратів та знизити потребу в нових спрямовуючих апаратах, однак має низку недоліків, головним з яких є хімічний спосіб видалення лопаток шляхом труїння в водному розчині азотної кислоти з додаванням каталізатора та інгібітору корозії. Сталеві лопатки спрямовуючого апарата піддаються корозії незважаючи на присутність інгібітору у будь-якому випадку, що може сприяти створенню тріщин, а шар фосфату, який створюється на їх поверхні, в подальшому перешкоджає створенню якісного паяного з'єднання. Недоліком є також необхідність застосування кислотостійкого захисного покриття (лак ХВЛ) [2] для захисту тих лопаток, які не підлягають видаленню під час труїння. Після труїння лак повинен бути повністю видалений з поверхонь спрямовуючого апарата. Існує можливість неякісного захисту лаком, що може спричинити пошкодження з'єднань кондиційних лопаток з обоймою. Винахід спрямовано на підвищення якості ремонту спрямовуючого апарата та зниження трудовитрат під час ремонту газотурбінного двигуна. Це досягається тим, що в способі ремонту спрямовуючого апарата попередньо видаляється захисне покриття з лопаток та обойми спрямовуючого апарата абразивним методом. Подальше видалення нагару здійснюється 40-відсотковим розчином ортофосфорної кислоти, після чого спрямовуючий апарат промивається дистильованою водою в декілька етапів. Далі лопатки спрямовуючого апарата піддаються контролю з метою виявлення зношених та пошкоджених лопаток. Демонтаж пошкоджених та зношених лопаток здійснюється в вакуумній камері в середовищі аргону шляхом їх нагріву струменем плазми. Струмінь плазми локально нагріває паяне з'єднання лопатки, що демонтується, та обойми спрямовуючого апарата. Під час розплавлення припою пошкоджена лопатка демонтується. Процес повторюється для всіх лопаток, що підлягають заміні. Наступним етапом запропонованого способу є підготовка спрямовуючого апарата до пайки нової лопатки, суть якого пояснюється ілюстрацією. На цьому етапі в отвори обойми спрямовуючого апарата 1 встановлюються нові лопатки 2, вкладається припій 3, та фіксується стрічкою з нержавіючої сталі 4, яка методом точкового зварювання зварюється з обоймою по обидві сторони від лопатки та з лопаткою. Для пайки використовується припій прямокутного перерізу для найбільш щільного прилягання до поверхні обойми та лопатки. Площа перерізу припою при цьому визначається таким чином, що припій повинен заповнити зазор між лопаткою та обоймою та створити радіусні переходи між ними. Розрахунок площі перерізу S виконується за формулою   d2 , S  t  d    1 4  2 95434 4 де t - товщина півкільця спрямовуючого апарата; d - зазор між лопаткою та поверхнею паза в півкільці спрямовуючого апарата. Спрямовуючий апарат з однією чи декількома лопатками, підготовленими в такий спосіб до пайки, поміщається в вакуумну камеру, де під час розігріву зони пайки струменем плазми малої потужності утворюється паяне з'єднання в середовищі аргону в умовах низького вакууму. Під час нагріву зони пайки відбувається її очистка за рахунок бомбардування поверхні іонами. З поверхні видаляються залишкові забруднення, випаровуються та відкачуються з вакуумної камери. Під час досягнення температури плавлення припою нагрів триває визначену кількість часу, після чого припиняється для запобігання перегріву припою. Далі спрямовуючий апарат переміщається в нове положення для пайки іншої лопатки, якщо це потребується. Після завершення процесу пайки всіх лопаток спрямовуючий апарат залишається в вакуумній камері до охолодження. Якість пайки забезпечується відсутністю флюсу, який є джерелом забруднення та подальшої корозії паяного з'єднання, а також додатковою очисткою поверхні пайки іонним бомбардуванням, яке призводить до випарювання адсорбованого шару, жирів, окислів та труїння поверхні металу на декілька атомних шарів за час нагріву. На відміну від прототипу запропонований спосіб цілком виключає хімічне труїння припою, яке триває значний час та не дає стабільного результату. Цілком виключені операції захисту спрямовуючого апарата під час труїння та подальше видалення захисного шару лаку з поверхні спрямовуючого апарата. У порівнянні з аналогічним способом, де труїння в найсприятливіших умовах триває до 5 годин, видалення однієї лопатки в вакуумній камері триває 1,5-2 хвилини, а з врахуванням часу на відкачку камери не більше 20 хвилин. Таким чином, трудовитрати лише на видалення лопатки зменшуються більш ніж в 15 разів, не враховуючи часу на захист спрямовуючого апарата лаком та його подальше видалення. Запропонований спосіб був випробуваний за наступних умов: - Процеси пайки та випаювання проводились -2 при значенні робочого вакууму 5·10 Па при енергії іонів 1000-2000 еВ; - Прискорювальна напруга плазмотрона сягала від 500 до 1500 В; як робоче тіло плазмотрона використовувався аргон вищої очистки. - Температура в зоні пайки контролювалася оптичним пірометром ЛОП-1. - Пайка проводилася припоєм ПСр 50. При ремонті 10 ступеня спрямовуючого апарата газотурбінного двигуна ТВЗ-117 якість паяних з'єднань цілком відповідала технічним вимогам за 78МТУ-3. Тривалість процесу випаювання на зазначених режимах склала 75 секунд, а зафіксована температура склала 880 °С. Тривалість процесу створення паяного з'єднання на зразках спрямовуючого апарата 10 ступеня газотурбінного двигуна ТВЗ-117 склала 90 5 95434 секунд при енергії іонів 2000 еВ. При цьому зафіксована температура поверхні 920 °С Джерела інформації: Комп’ютерна верстка Мацело В. 6 1. Руководство по капитальному ремонту двигателей ТВ3-117. - М: Машиностроение, 1983. 2. Патент RU 2109176 від 20.04.1998. Підписне Тираж 23 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