RU2013151285A - Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя (варианты) и газотурбинный двигатель, отремонтированный этим способом (варианты), способ капитального ремонта партии, пополняемой группы газотурбинных двигателей и газотурбинный двигатель, отремонтированный этим способом - Google Patents

Abstract

1. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя (ГТД), выполненного двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что в составе капитального ремонта выполняют проверку наличия и характера дефектов, производят необходимый по содержанию ремонта демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы, в том числе при необходимости демонтируют и разбирают любой из модулей, в том числе двухкаскадный осевой компрессор, включающий компрессоры низкого и высокого давления, при этом компрессор низкого давления (КНД) выполнен с входным направляющим аппаратом, промежуточными направляющими и выходным спрямляющим аппаратами статора, а также с ротором, включающем до четырех рабочих колес с дисками, наделенными рабочими лопатками, количество которых принято возрастающем в каждом последующем рабочем колесе в направлении потока рабочего тела; при необходимости демонтируют, по меньшей мере, частично проточную часть двигателя, которая на осевой длине двухкаскадного компрессора имеет переменно сужающееся в упомянутом направлении проходное сечение с разделением последнего за промежуточным корпусом на внутренний и наружный контуры с превышением при этом площади поперечного сечения проточной части внутреннего контура относительно площади наружного контура в (1,49÷1,65) раза, а конфузорное сужение площади поперечного сечения проточного канала КНД выполнено со средним градиентом конфузорности G=(0,51÷0,72) [м/м]; при необходимости разбирают требующие капитального ремонта узлы газогенератора - компрессор высокого давления (КВД), промежуточный корпус, соединяющий указ

Claims (21)

1. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя (ГТД), выполненного двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что в составе капитального ремонта выполняют проверку наличия и характера дефектов, производят необходимый по содержанию ремонта демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы, в том числе при необходимости демонтируют и разбирают любой из модулей, в том числе двухкаскадный осевой компрессор, включающий компрессоры низкого и высокого давления, при этом компрессор низкого давления (КНД) выполнен с входным направляющим аппаратом, промежуточными направляющими и выходным спрямляющим аппаратами статора, а также с ротором, включающем до четырех рабочих колес с дисками, наделенными рабочими лопатками, количество которых принято возрастающем в каждом последующем рабочем колесе в направлении потока рабочего тела; при необходимости демонтируют, по меньшей мере, частично проточную часть двигателя, которая на осевой длине двухкаскадного компрессора имеет переменно сужающееся в упомянутом направлении проходное сечение с разделением последнего за промежуточным корпусом на внутренний и наружный контуры с превышением при этом площади поперечного сечения проточной части внутреннего контура относительно площади наружного контура в (1,49÷1,65) раза, а конфузорное сужение площади поперечного сечения проточного канала КНД выполнено со средним градиентом конфузорности G=(0,51÷0,72) [м²/м]; при необходимости разбирают требующие капитального ремонта узлы газогенератора - компрессор высокого давления (КВД), промежуточный корпус, соединяющий указанные компрессоры, а также осматривают основную камеру сгорания, в том числе с возможностью детального обследования корпусов указанной камеры и жаровой трубы, системы коллекторов и каждой из топливных форсунок, равномерно разнесенных по замкнутому кольцу входного торца последней с угловой частотой (2,38÷3,35) ед/рад; обследуют состоящий не менее чем из шестидесяти четырех трубчатых блок-модулей кольцевой воздухо-воздушный теплообменник; турбину высокого давления, имеющую сопловый аппарат, ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо с диском, на котором съемно с возможностью охлаждения закреплены рабочие лопатки, равномерно разнесенные по периметру с угловой частотой (11,1÷14,3) ед/рад; производят контроль состояния опор двигателя, турбины низкого давления; обследуют смеситель, фронтовое устройство, корпус форсажной камеры сгорания, поворотное реактивное сопло, включающее в своем составе поворотное устройство, неподвижно, предпочтительно, разъемно прикрепленное к форсажной камере сгорания, и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к упомянутому поворотному устройству, а также обследуют коробку приводов сервисных двигательных агрегатов; в необходимой степени, предусмотренной регламентом, обследуют электрическую, воздушную, гидравлические топливную и масляную системы; производят промывку, контроль состояния и дефектацию модулей, узлов и деталей, направляют двигатель на механосборочные/механические посты и выполняют восстановительный ремонт и при необходимости конструктивно-технологическую доработку или постдефектационную замену деталей на новые, а также комплектование прошедших ремонт и новых деталей и сборочных единиц, сборку и цеховые испытания узлов, модулей и сборку двигателя.

2. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя по п.1, отличающийся тем, что капитальный ремонт производят при возникновении, по меньшей мере, одной из следующих причин, а именно, выработки установленного ресурса по числу запусков, либо по исчерпании нормативного количества часов работы, либо допустимого межремонтного времени складского хранения, либо после получения ремонтопригодных повреждений любой совокупности жизненно важных частей, модулей, узлов и деталей двигателя, без устранения неисправности которых невозможно продолжение эксплуатации двигателя.

3. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя по п.1, отличающийся тем, что в составе ремонта двигателя обследуют и при необходимости производят разборку и восстановление и/или заменяют поворотное реактивное сопло ГТД, включающее поворотное устройство и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к поворотному устройству с возможностью выполнения совместно с подвижным элементом последнего поворотов для изменения направления вектора тяги, причем ось вращения поворотного устройства относительно горизонтальной оси повернута на угол не менее 30°, предпочтительно, на (32÷34)° по часовой стрелке (вид по н.п.) для правого положения двигателя в двигательной установке и на угол не менее 30°, предпочтительно, на (32÷34)° против часовой стрелки (вид по н.п.) для левого положения двигателя в двигательной установке.

4. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя по п.1, отличающийся тем, что количество рабочих лопаток ротора КНД принято возрастающим в каждом последующем рабочем колесе с общим превышением числа лопаток в последней ступени относительно числа лопаток на входе в КНД первом колесе ротора в (1,58÷2,7) раза.

5. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя по п.1, отличающийся тем, что при запуске двигателя в ремонт и подготовке деталей к нанесению восстановительных покрытий выполняют химическую, ультразвуковую промывку и/или пескоструйную обработку деталей, микрометрические обмеры, определение прочности неразрушающими видами контроля и выбраковку дефектных деталей.

6. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя по п.5, отличающийся тем, что в процессе капитального ремонта двигателя нанесение на детали при необходимости восстановительных покрытий выполняют вариантно хромированием, цинкованием, кадмированием, меднением, оксидированием, алитированием, оксидным фосфатированием, серебрением, химическим никелированием, пассивированием и/или нанесением лакокрасочных покрытий.

7. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя по п.5, отличающийся тем, что нанесение на детали восстанавливаемых защитных покрытий в процессе капитального ремонта для повышения износостойкости поверхностей деталей при необходимости вариантно выполняют электроискровым легированием поверхностей, детонационным или плазменным напылением порошковых композитов.

8. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя по п.1, отличающийся тем, что на завершающей стадии капитального ремонта двигатель подвергают стендовым испытаниям, по меньшей мере, на определение влияния климатических условий (ВКУ), оказываемого на изменение эксплуатационных характеристик ГТД; для этого подвергают испытанию капитально отремонтированный двигатель, при этом испытания проводят на различных режимах, параметры которых соответствуют параметрам полетных режимов в диапазоне, запрограммированном для конкретной серии или группы капитально ремонтируемых двигателей, производят замеры и осуществляют приведение полученных значений параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части двигателя при изменении атмосферных условий, для этого используют имеющуюся ранее созданную, предпочтительно, на стадии серийного производства или создают новую уточненную математическую модель двигателя, корректируют ее по результатам стендовых испытаний по наличию, по меньшей мере, одного капитально отремонтированного двигателя, а затем по математической модели определяют параметры двигателя при стандартных атмосферных условиях и различных температурах атмосферного воздуха из заданного рабочего диапазона температур стендовых испытаний с учетом принятой программы регулирования двигателя на максимальных и форсированных режимах, причем фактические значения параметров при конкретных температурах атмосферного воздуха каждого режима испытаний относят к значениям параметров при стандартных атмосферных условиях и вычисляют поправочные коэффициенты к измеренным параметрам в зависимости от температуры атмосферного воздуха, а приведение измеренных параметров к стандартным атмосферным условиям осуществляют умножением измеренных значений на коэффициенты, учитывающие отклонение атмосферного давления от стандартного, и на поправочный коэффициент, отражающий зависимость измеренных значений параметров от температуры атмосферного воздуха, зарегистрированной при конкретных испытаниях капитально отремонтированных газотурбинных двигателей.

9. Газотурбинный двигатель, выполненный двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что капитально отремонтирован способом по любому из пп.1-8.

10. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя, выполненного двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что в составе капитального ремонта производят осмотр двигателя, необходимый по содержанию ремонта демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы, в том числе при необходимости демонтируют и разбирают любой из модулей, включая компрессор низкого давления с входным направляющим аппаратом, промежуточными направляющими и выходным спрямляющим аппаратами статора и с ротором, включающем до четырех наделенных рабочими лопатками дисков рабочих колес, количество которых принято возрастающим в каждом последующем рабочем колесе КНД; при необходимости разбирают требующие капитального ремонта узлы газогенератора - компрессор высокого давления, соединяющий КНД и КВД промежуточный корпус, основную камеру сгорания и турбину высокого давления; производят контроль состояния опор двигателя, турбины низкого давления; обследуют смеситель, фронтовое устройство, корпус форсажной камеры сгорания, поворотное реактивное сопло, включающее в своем составе поворотное устройство, неподвижно, предпочтительно, разъемно прикрепленное к форсажной камере сгорания, и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к упомянутому поворотному устройству, а также обследуют коробку приводов сервисных двигательных агрегатов; в необходимой степени, предусмотренной регламентом, обследуют электрическую, воздушную, гидравлические топливную и масляную системы; производят промывку, контроль состояния и дефектацию модулей, узлов и деталей, направляют двигатель на механосборочные/механические посты и выполняют восстановительный ремонт, при необходимости конструктивно-технологическую доработку или постдефектационную замену деталей на новые, а также комплектование прошедших ремонт и новых деталей и сборочных единиц, сборку и цеховые испытания узлов, модулей и сборку двигателя; после чего при необходимости производят послеремонтную доводку капитально отремонтированного двигателя, которую завершают испытанием двигателя, по меньшей мере, на определение влияния климатических условий, вызывающего изменение эксплуатационных характеристик ГТД, причем испытания проводят на различных режимах, параметры которых соответствуют параметрам полетных режимов в диапазоне, запрограммированном для конкретной серии или группы капитально ремонтируемых двигателей, производят замеры и осуществляют приведение полученных значений параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части двигателя при изменении атмосферных условий, для этого используют имеющуюся ранее созданную, предпочтительно, на стадии серийного производства или создают новую уточненную математическую модель двигателя, корректируют ее по результатам стендовых испытаний по наличию, по меньшей мере, одного капитально отремонтированного двигателя, а затем по математической модели определяют параметры двигателя при стандартных атмосферных условиях и различных температурах атмосферного воздуха из заданного рабочего диапазона температур стендовых испытаний с учетом принятой программы регулирования двигателя на максимальных и форсированных режимах, причем фактические значения параметров при конкретных температурах атмосферного воздуха каждого режима испытаний относят к значениям параметров при стандартных атмосферных условиях и вычисляют поправочные коэффициенты к измеренным параметрам в зависимости от температуры атмосферного воздуха, а приведение измеренных параметров к стандартным атмосферным условиям осуществляют умножением измеренных значений на коэффициенты, учитывающие отклонение атмосферного давления от стандартного, и на поправочный коэффициент, отражающий зависимость измеренных значений параметров от температуры атмосферного воздуха, зарегистрированной при конкретных испытаниях капитально отремонтированных газотурбинных двигателей.

11. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя по п.10, отличающийся тем, что капитальный ремонт двигателя производят при возникновении, по меньшей мере, одной из следующих причин, а именно, выработки установленного ресурса по числу запусков, либо по исчерпании нормативного количества часов работы, либо допустимого межремонтного времени складского хранения, либо после получения ремонтопригодных повреждений любой совокупности жизненно важных частей, модулей, узлов и деталей двигателя, без устранения неисправности которых невозможно продолжение эксплуатации двигателя.

12. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя по п.10, отличающийся тем, что в процессе капитального ремонта производят регламентно необходимые обследование и демонтаж модулей и узлов двигателя, в том числе газогенератора с возможностью детального обследования корпусов основной камеры сгорания и жаровой трубы, системы коллекторов и каждой из топливных форсунок, равномерно разнесенных по замкнутому кольцу входного торца последней с угловой частотой (2,38÷3,35) ед/рад; турбины высокого давления, имеющей сопловый аппарат, ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо с диском, на котором съемно с возможностью охлаждения закреплены рабочие лопатки, равномерно разнесенные по периметру с угловой частотой (11,1÷14,3) ед/рад; также обследуют состоящий не менее чем из шестидесяти четырех трубчатых блок-модулей кольцевой воздухо-воздушный теплообменник, установленный вокруг корпуса основной камеры сгорания.

13. Газотурбинный двигатель, выполненный двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что капитально отремонтирован способом по любому из пп.10-12.

14. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы газотурбинных двигателей, конструктивно однотипных либо имеющих взаимозаменяемые модули, узлы и/или детали, характеризующийся тем, что в составе капитального ремонта производят внешний осмотр и монтаж каждого ремонтируемого двигателя в вариабельно устанавливаемой последовательности па испытательный стенд, при этом производят проверку наличия и характера дефектов, передачу двигателя или двигателей в сборочный цех, в котором производят необходимый по содержанию капитального ремонта демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы, в том числе при необходимости демонтируют и разбирают любой из модулей, включая компрессор низкого давления с входным направляющим аппаратом, промежуточными направляющими и выходным спрямляющим аппаратами статора и с ротором КНД, требующие капитального ремонта узлы газогенератора и поворотного реактивного сопла, включающее в своем составе поворотное устройство и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к упомянутому поворотному устройству; в необходимой степени, предусмотренной регламентом, обследуют электрическую, воздушную, гидравлические топливную и масляную системы; до или в процессе капитального ремонта создают ротационно пополняемый текущий резервный запас снятых с заменой с предыдущих капитально отремонтированных двигателей и восстановленных в процессе ремонта модулей, узлов, деталей, сборочных единиц и устанавливаемых с заменой по мере необходимости на последующие из упомянутой партии, группы капитально ремонтируемые двигатели; направляют двигатель на механосборочные/механические посты и производят комплектацию необходимых для установки в конкретный ремонтируемый двигатель, восстановленных или новых частей, в том числе из упомянутого текущего резервного запаса, выполняют сборку и цеховые испытания узлов, модулей и сборку двигателя; при этом на завершающей стадии капитального ремонта после сборки двигатель подвергают стендовым испытаниям, по меньшей мере, на определение влияния климатических условий, оказываемого на изменение эксплуатационных характеристик ГТД; для этого подвергают испытанию капитально отремонтированный двигатель, при этом испытания проводят на различных режимах, параметры которых соответствуют параметрам полетных режимов в диапазоне, запрограммированном для конкретной серии или группы капитально ремонтируемых двигателей, производят замеры и осуществляют приведение полученных значений параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части двигателя при изменении атмосферных условий, для этого используют имеющуюся ранее созданную, предпочтительно, на стадии серийного производства или создают новую уточненную математическую модель двигателя, корректируют ее по результатам стендовых испытаний по наличию, по меньшей мере, одного капитально отремонтированного двигателя, а затем по математической модели определяют параметры двигателя при стандартных атмосферных условиях и различных температурах атмосферного воздуха из заданного рабочего диапазона температур стендовых испытаний с учетом принятой программы регулирования двигателя на максимальных и форсированных режимах, причем фактические значения параметров при конкретных температурах атмосферного воздуха каждого режима испытаний относят к значениям параметров при стандартных атмосферных условиях и вычисляют поправочные коэффициенты к измеренным параметрам в зависимости от температуры атмосферного воздуха, а приведение измеренных параметров к стандартным атмосферным условиям осуществляют умножением измеренных значений на коэффициенты, учитывающие отклонение атмосферного давления от стандартного, и на поправочный коэффициент, отражающий зависимость измеренных значений параметров от температуры атмосферного воздуха, зарегистрированной при конкретных испытаниях капитально отремонтированных газотурбинных двигателей.

15. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы газотурбинных двигателей по п.14, отличающийся тем, что капитальный ремонт партии, пополняемой группы упомянутых двигателей производят при возникновении, по меньшей мере, одной из следующих причин, а именно, выработки установленного ресурса по числу запусков, либо по исчерпании нормативного количества часов работы, либо допустимого межремонтного времени складского хранения, либо после получения ремонтопригодных повреждений любой совокупности жизненно важных частей, модулей, узлов и деталей двигателя, без устранения неисправности которых невозможно продолжение эксплуатации двигателя.

16. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы газотурбинных двигателей по п.14, отличающийся тем, что производят осмотр и при необходимости обследуют любой из узлов газогенератора - компрессор высокого давления, соединяющий КНД и КВД промежуточный корпус, основную камеру сгорания и турбину высокого давления, имеющую сопловый аппарат, ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо с диском, на котором съемно с возможностью охлаждения закреплены рабочие лопатки, равномерно разнесенные по периметру с угловой частотой (11,1÷14,3) ед/рад; осматривают основную камеру сгорания, в том числе с возможностью детального обследования корпусов камеры сгорания и жаровой трубы, системы коллекторов и каждой из топливных форсунок, равномерно разнесенных по замкнутому кольцу входного торца последней, преимущественно, с угловой частотой (2,38÷3,35) ед/рад; при необходимости аналогично обследуют и производят замену любого из не менее чем шестидесяти трубчатых блок-модулей кольцевой воздухо-воздушного теплообменника, установленного вокруг корпуса основной камеры сгорания; выполняют контроль состояния опор двигателя, турбины низкого давления, а также обследуют смеситель, фронтовое устройство, корпус форсажной камеры сгорания, поворотное реактивное сопло, включающее в своем составе поворотное устройство, неподвижно, предпочтительно, разъемно прикрепленное к форсажной камере сгорания, и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к поворотному устройству, а также коробку приводов сервисных двигательных агрегатов.

17. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы газотурбинных двигателей по п.14, отличающийся тем, что после разборки капитально ремонтируемого двигателя производят промывку, контроль состояния и при необходимости дефектацию модулей, узлов и деталей, и выполняют восстановительный ремонт, при необходимости конструктивно-технологическую доработку или постдефектационную замену по регламенту деталей на новые, а также комплектование прошедших ремонт и новых деталей и сборочных единиц.

18. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы газотурбинных двигателей по п.14, отличающийся тем, что при запуске двигателя в ремонт и подготовке деталей к нанесению восстановительных покрытий выполняют химическую, ультразвуковую промывку и/или пескоструйную обработку деталей, микрометрические обмеры, определение прочности неразрушающими видами контроля и выбраковку дефектных деталей.

19. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы газотурбинных двигателей по п.18, отличающийся тем, что в процессе капитального ремонта двигателя нанесение на детали при необходимости восстановительных покрытий выполняют вариантно хромированием, цинкованием, кадмированием, меднением, оксидированием, алитированием, оксидным фосфатированием, серебрением, химическим никелированием, пассивированием и/или нанесением лакокрасочных покрытий.

20. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы газотурбинных двигателей по п.18, отличающийся тем, что нанесение на детали восстановительных покрытий в процессе капитального ремонта для повышения износостойкости поверхностей восстанавливаемых деталей при необходимости выполняют вариантно электроискровым легированием поверхностей, детонационным или плазменным напылением порошковых композитов.

21. Газотурбинный двигатель, выполненный двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что капитально отремонтирован способом по любому из пп.14-20.