RU2491536C1

RU2491536C1 - Способ поузловой трибодиагностики авиационной техники по параметрам частиц изнашивания

Info

Publication number: RU2491536C1
Application number: RU2012101154/28A
Authority: RU
Inventors: Виктор Григорьевич Дроков; Юрий Дмитриевич Скудаев; Виталий Фердинандович Халиулин
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2013-08-27
Also published as: RU2012101154A

Abstract

Использование: для определения технического состояния двигателей, машин и механизмов. Сущность: заключается в том, что выполняют отбор пробы масла, предварительную ее подготовку и введение в спектральный источник снега, регистрацию оптических сигналов излучения, при этом отобранную со штатного места слива пробу масла и смыв с основного фильтра тщательно перемешивают и разделяют на две части, вторую часть пробы масла дополнительно анализируют рентгенофлуоресцентным анализатором с капиллярной оптикой одновременно с регистрацией в спектральном источнике света, затем информацию с обоих приборов обрабатывают программой, которая сравнивает уровень измеренных параметров с параметрами статистической эталонной модели исправного двигателя, выделяют диагностические признаки дефекта и выдают информацию для принятия диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя, которая поступает в общую базу данных. Технический результат: нахождение новых диагностических признаков обнаружения дефектов на ранней стадии их развития. 2 ил.

Description

Изобретение относится к способам определения технического состояния двигателей, машин и механизмов по характеристикам металлических частиц износа, обнаруженных в смазочных маслах, топливах и специальных жидкостях.

Известны различные способы определения технического состояния двигателей: по отдельным характеристикам износных частиц: концентрации микропримесей металлов в смазочном масле, топливе и специальных жидкостях; индексу износа; по числу износных частиц; их форме Первая международная конференция «Энергодиагностика» Сб. трудов, М., 1995 г., т.3, стр.120-152/.

Известен способ рентгеновского флуоресцентного анализа материалов /Патент РФ №2372611 G01N 23/223 2009 г./, в котором разбавляют образец анализируемого материала в контролируемом соотношении не содержащим определяемых элементов разбавителем, облучают образец рентгеновским излучением, измеряют интенсивности рентгеновских флуоресцентных линий определяемых элементов и рассчитывают его состав по измеренным интенсивностям, при этом в качестве разбавителя используют соединения элемента, край поглощения которого расположен между аналитической линией основного определяемого элемента материала и краями поглощения остальных определяемых элементов.

Ближайшим аналогом является способ определения микропримесей металлов в смазочных маслах, топливах и специальных жидкостях /Патент РФ №2118815 G01N 21/73, 1996/, заключающийся в том, что предварительно подготавливают образцы сравнения и пробу масла, отобранную из маслосистемы двигателя, пробу вводят в спектральный источник света, со скоростью, обеспечивающей с заданной вероятностью раздельную во времени регистрацию сигналов от каждой частицы анализируемой примеси, при этом вводят пробу в виде аэрозоля путем распыления в плазмотрон, регистрируют оптические сигналы излучения одновременно по двум. или более измерительным каналам, каждый из которых настроен на аналитическую спектральную линию своего химического элемента, преобразуют оптические сигналы в электрические импульсы, измеряют их, определяют массы отдельных элементов находящихся в виде металлических частиц износа и в виде раствора по величине импульсов, величине равновесного сигнала и градуировочным характеристикам, при этом для сигналов, зарегистрированных одновременно на двух или более каналах, определяют элементный и стехиометрический состав соответствующих частиц.

Недостатком известных способов является то, что используемые в настоящее время в трибодиагностике рентгеноспектральные методы позволяют оценивать состав металлических частиц, начиная с размера 2 мм. При этом предварительно частицы выделяются из масла, промываются и высаживаются на подложку.

Атомно-эмиссионный сцинтилляционный спектрометр за одну экспозицию длительностью 10 минут позволяет измерять несколько параметров частиц изнашивания, в том числе элементный состав частиц при их размерах от долей микрометров до 60-80 микрометров.

Состав частиц размером от 80 мкм до 2 мм современными диагностическими методами оценить не предоставлялось возможности.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего найти новые диагностические признаки обнаружения дефектов на ранней стадии их развития.

Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем отбор пробы масла, предварительную ее подготовку, и введение в спектральный источник света, регистрацию оптических сигналов излучения, отобранную со штатного места слива пробу масла и смыв с основного фильтра, тщательно перемешивают и разделяют на две части, вторую часть пробы масла дополнительно анализируют рентгенофлуоресцентным анализатором с капиллярной оптикой, одновременно с регистрацией в с спектральном источнике света, затем информация с обоих приборов поступает в общую базу данных, где ее обрабатывают программой, которая сравнивает уровень измеренных параметров с параметрами статистической эталонной модели исправного двигателя, выделяет диагностические признаки дефекта и выдает информацию для принятия диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя, которая поступает в общую базу данных

Способ осуществляется следующим образом:

Схема проведения анализа показана на Фиг.1, где 1 - проба масла с частицами изнашивания различных размеров, 2 - сцинтилляционный анализатор масла, измерение параметров частиц размером от 0 (растворенный металл) до 80 мкм, 3 - рентгенофлуоресцентный анализатор с поликапиллярной оптикой, измеряющий параметры частиц изнашивания от 50 мкм и выше, 4 - база данных, 5 - рекомендации по принятию диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя.

Проба масла (технической жидкости), отбираемой со штатных точек слива, тщательно перемешивают и разделяют на две части, одна часть пробы анализируется сцинтилляционным спектрометром 2, другая - рентгенофлуоресцентным анализатором с поликапиллярной оптикой 3.

Сцинтилляционный анализатор 2 согласно предписанной ему методике измеряет параметры металлических частиц изнашивания в диапазоне их размеров от О (растворенные элементы) до 60-80 мкм, в зависимости от элемента. Верхняя граница определяется полнотой испарения металлической частицы в воздушной плазме атмосферного давления.

Рентгенофлуоресцентный анализатор 3 измеряет параметры частиц изнашивания в диапазоне размеров от 50-80 мкм до массивных частиц размером в несколько миллиметров.

Информация с обоих приборов поступает в базу данных, где анализируется специальной программой, которая сравнивает уровень параметров с параметрами статистической эталонной модели исправного двигателя и выдает информацию для принятия диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя.

При диагностике авиационных двигателей для оценки технического состояния узлов трения, омываемых маслом, измеряют уровень параметров металлической примеси, накапливаемой в масле. Сцинтилляционный атомно-эмиссионный метод позволяет измерять параметры частиц изнашивания в пробах масел или смывах с маслофильтра. При этом измеряется большое число параметров, что способствует выявлению дефекта на ранней стадии его развития, когда размер частиц не превышает 70 мкм. Результаты измерений представляются в виде протокола.

Протокол № ts5393

сцинтилляционного: анализа частиц износа

Двигатель: д30кп №: 43079

Номер борта: 76380 Номер силовой установки: 2

Организация: Аэрогруз

Наработка СНЭ (часы): 0 (полетные циклы)

0

Наработка ППР (часы): 1554 (полетные циклы) 0

Продукт отбора пробы: мс8п

Точка отбора пробы: ЗКП

Дата отбора пробы: 17.10.2011

Дата анализа: 17.10.2011

Количество проведенных параллельных…2

Коэффициент шума 4.23 Модуль D 4.18

I. Параметры частиц износа

Элемент	N, см³	Nпр, см³	Ср, г/т	Сч, г/т	С, г/т	D, мкм
Al	2.5	2.5	0	0	0	8.9
Cr	6	4.5	0.57	0	0.57	3.18
Ni	1.5	1	0	0.08	0.08	13.56
Mg	39	37.5	0	0.01	0.01	6.34
Fe	81	75.5	3.93	0.04	3.98	4.68
Cu	1689.5	1620	0.92	0.4	1.32	3.69
Ag	1427	1358.5	0.35	0.25	0.6	3.14

V

0

II. Состав и количество сложных частиц

Состав сложных частиц	Количество
Cu-Ag-	65.5
Fe-Cu-	2.5
Fe-Ag-	1.5
Cr-Fe-	1
Cr-Mg-	0.5
Mg-Cu-Ag-	0.5
Mg-Fe-Cu-	0.5
Ni-Cu-	0.5

Комментарий

1. Причина взятия пробы - Табло "Стружка в масле". Обильная стружка на фильтроэлементах МФС, ЦВС, доп. фильтре. Пробы масла слиты с холодного двигателя. Результаты сцинтилляционного анализа масла указывают на большое количество частиц хрома, меди и серебра, а также на значительные содержания Fe, Cu и Ag. Огромно количество сложных частиц Cu-Ag (уровень ДСД).

Выводы

Возможна неисправность одного из подшипников трансмиссии, вероятнее всего ТВД.

С развитием дефекта размер частиц увеличивается до 100 и более микрометров, где сцинтилляционный метод бессилен.

Часть пробы, содержащая более крупные частицы, анализируется рентгенофлуоресцентным методом с помощью анализатора Фокус-2 с поликапиллярной оптикой. Результаты анализа частиц в пробе представлены на регистрограмме Фиг.2.

Результаты анализа крупных частиц указывают на содержание в них элементов входящие в состав сплавов подшипников трасмиссионной части двигателя, что подтверждает результаты сцинтилляционного анализа.

По результатам анализа пробы масла сцинтилляционным методом и методом рентгенофлуоресцентного анализа с помощью прибора с поликапиллярной оптикой двигатель отстраняется от эксплуатации.

Разборка двигателя на ремонтном заводе подтверждает наличие неисправности-Выкрашивание дорожки внутренней обоймы со сколом борта наружной обоймы р/п ТВД.

Совокупность использования двух приборов - сцинтилляционного спектрометра и рентгенофлуоресцентного анализатора с поликапиллярной оптикой позволяет найти новые диагностические признаки обнаружения дефектов на ранней стадии их развития.

Claims

Способ поузловой трибодиагностики авиационной техники по параметрам частиц изнашивания, включающий отбор пробы масла, предварительную ее подготовку и введение в спектральный источник света, регистрацию оптических сигналов излучения, отличающийся тем, что отобранную со штатного места слива пробу масла и смыв с основного фильтра тщательно перемешивают и разделяют на две части, вторую часть пробы масла дополнительно анализируют рентгенофлуоресцентным анализатором с капиллярной оптикой одновременно с регистрацией в спектральном источнике света, затем информация с обоих приборов поступает в общую базу данных, где ее обрабатывают программой, которая сравнивает уровень измеренных параметров с параметрами статистической эталонной модели исправного двигателя, выделяет диагностические признаки дефекта и выдает информацию для принятия диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя.