RU2813294C1 - Method for assessing effectiveness of flushing fluids for flow path of gas turbine engines - Google Patents
Method for assessing effectiveness of flushing fluids for flow path of gas turbine engines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813294C1 RU2813294C1 RU2023116154A RU2023116154A RU2813294C1 RU 2813294 C1 RU2813294 C1 RU 2813294C1 RU 2023116154 A RU2023116154 A RU 2023116154A RU 2023116154 A RU2023116154 A RU 2023116154A RU 2813294 C1 RU2813294 C1 RU 2813294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- gas turbine
- mixture
- turbine engine
- weight
- Prior art date
Links
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 8
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 10
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000557626 Corvus corax Species 0.000 description 1
- 208000006558 Dental Calculus Diseases 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000010688 mineral lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области исследования свойств промывочных жидкостей, используемых для очистки проточной части газотурбинных двигателей (ГТД), применительно к оценке эффективности действия по удалению различных отложений.The present invention relates to the field of studying the properties of flushing liquids used to clean the flow part of gas turbine engines (GTE), in relation to assessing the effectiveness of removing various deposits.
Известны способы оценки эффективности различных растворителей по удалению асфальто-смолистых и парафиновых отложений по изменению массы отложения при контакте с реагентом. Данные способы известны под общим названием - «метод корзинок». Способ включает формирование отложений определенной формы в виде шара, цилиндра или пластины. Образец отложений взвешивают и помещают в плетеный держатель - «корзину» и опускают в растворитель (постоянно или периодически с извлечением из растворителя). По истечении определенного времени держатель окончательно извлекается из растворителя и высушивается. Разрушенная, но нерастворенная часть отложений отфильтровывается, высушивается до постоянного веса и взвешивается. По разнице веса определяется эффективность растворителя - растворяющая, диспергирующая и отмывающая способности растворителя, (см. Герасимова Е.В. Разработка методики оценки эффективности и подбор растворителей асфальто-смолистых и парафиновых отложений на нефтепромысловом оборудовании: диссертация кандидата технических наук. - Уфа, 2009. - 133 с., Нагимов Н.М., Шакиров Р.К., Шарифуллин А.В., Козин В.Г. Эффективность воздействия на АСПО различных углеводородных композитов // Нефтяное хозяйство, 2002. - №2. - С. 68-70., Иванова Л.В., Кошелев В.Н. Удаление асфальтосмолистых отложений разной природы // Нефтегазовое дело, 2011. - №2. - С. 257-268).There are known methods for assessing the effectiveness of various solvents in removing asphalt, tar and paraffin deposits by the change in the mass of the deposit upon contact with the reagent. These methods are known collectively as the “basket method.” The method involves the formation of deposits of a certain shape in the form of a ball, cylinder or plate. A sample of sediment is weighed and placed in a wicker holder - a “basket” and dipped into a solvent (continuously or periodically with removal from the solvent). After a certain time, the holder is finally removed from the solvent and dried. The destroyed but undissolved part of the sediment is filtered, dried to a constant weight and weighed. The difference in weight determines the effectiveness of the solvent - dissolving, dispersing and washing abilities of the solvent (see Gerasimova E.V. Development of a methodology for assessing the effectiveness and selection of solvents for asphalt-resinous and paraffin deposits on oilfield equipment: dissertation of a candidate of technical sciences. - Ufa, 2009. - 133 pp., Nagimov N.M., Shakirov R.K., Sharifullin A.V., Kozin V.G. Efficiency of the influence of various hydrocarbon composites on paraffin tartar // Oil industry, 2002. - No. 2. - P. 68 -70., Ivanova L.V., Koshelev V.N. Removal of asphalt-tar deposits of various nature // Oil and Gas Business, 2011. - No. 2. - P. 257-268).
Недостатком данного способа является то, что при формировании образцов отложений сложно добиться упорядоченной фигуры, что сказывается на точностных характеристиках. Состав самих отложений характерен для объектов нефтедобычи и нефтепереработки, и отличается от загрязнений проточной части ГТД. Не учитывается фактор адгезии отложений на поверхности материала, на котором они образуются.The disadvantage of this method is that when forming sediment samples it is difficult to achieve an ordered figure, which affects the accuracy characteristics. The composition of the deposits themselves is typical for oil production and oil refining facilities, and differs from contamination in the flow part of a gas turbine engine. The adhesion factor of deposits on the surface of the material on which they are formed is not taken into account.
Известен способ оценки эффективности моющих жидкостей для проточной части ГТД, приведенный в военной спецификации США MIL-PRF-85704С Performance specification cleaning compound, turbine engine gas turbine (см. MIL-PRF-85704C Performance specification cleaning compound, turbine engine gas turbine. Metric MIL-PRF-85704C, November 15,1998, 31 p.). В данном способе для формирования отложений используют смесь авиационного масла на основе эфиров с сажей Raven 1040 в соотношении 10:1. Смесь окисляют при 240°С в течении 120 часов, затем наносят на пластину из алюминиевого сплава 0 150 мм. Пластина с нанесенной смесью отжигается при 232°С в течении 20 минут. В итоге на пластине образуются твердые отложения, имеющие коркообразную структуру.There is a known method for assessing the effectiveness of cleaning fluids for the flow part of gas turbine engines, given in the US military specification MIL-PRF-85704C Performance specification cleaning compound, turbine engine gas turbine (see MIL-PRF-85704C Performance specification cleaning compound, turbine engine gas turbine. Metric MIL -PRF-85704C, November 15,1998, 31 p.). In this method, a mixture of ester-based aviation oil with Raven 1040 carbon black in a ratio of 10:1 is used to form deposits. The mixture is oxidized at 240°C for 120 hours, then applied to a 0 150 mm aluminum alloy plate. The plate with the applied mixture is annealed at 232°C for 20 minutes. As a result, hard deposits with a crust-like structure are formed on the plate.
В последствии заданное количество испытуемой промывочной жидкости подается на пластину с отложениями под давлением через форсунку-инжектор. Эффективность действия промывочной жидкости оценивается отношением массы отложений на пластине до и после промывки.Subsequently, a specified amount of the test washing liquid is supplied to the plate with deposits under pressure through an injector nozzle. The effectiveness of the washing liquid is assessed by the ratio of the mass of deposits on the plate before and after washing.
Недостатками данного способа является то, что способ отмывки отложений достаточно сложный, одновременно с моющими свойствами самих промывочных жидкостей на отложения воздействует динамическая составляющая струи, что снижает точность метода вплоть до невозможности дифференцирования моющей способности различных жидкостей. Контактирующая поверхность отложений с металлом ограничена только алюминиевым образцом, не исследуются другие металлы, используемые в конструкции компрессоров ГТД.The disadvantages of this method are that the method of washing deposits is quite complex; simultaneously with the washing properties of the washing liquids themselves, the dynamic component of the jet affects the deposits, which reduces the accuracy of the method to the point where it is impossible to differentiate the cleaning ability of different liquids. The contact surface of deposits with metal is limited only to the aluminum sample; other metals used in the design of gas turbine engine compressors are not studied.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение достоверности по оценке эффективности промывочных жидкостей для проточной части ГТД путем учета дополнительных факторов, а именно: учет различий в адгезии отложений на различных металлических поверхностях, учет изменений в структуре сформировавшихся отложений под воздействием различной температуры и специфичных компонентов в составе, характерных для загрязнений компрессоров ГТД (растительные волокна, пыль, фрагменты насекомых и др.).The technical result to which the present invention is aimed is to increase the reliability of assessing the effectiveness of flushing fluids for the flow part of gas turbine engines by taking into account additional factors, namely: taking into account differences in the adhesion of deposits on various metal surfaces, taking into account changes in the structure of formed deposits under the influence of different temperatures and specific components in the composition characteristic of contamination of gas turbine engine compressors (plant fibers, dust, insect fragments, etc.).
Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что в способе оценки эффективности промывочных жидкостей для проточной части ГТД проводят исследования эффективности промывочных жидкостей с использованием в качестве образцов для проведения исследований пластин из алюминиевого сплава и пластин из нержавеющей стали, при этом определяют вес W0 каждой из пластин, а затем формируют из упомянутых пластин три группы, каждая из которых включает в себя несколько пластин из алюминиевого сплава и несколько пластин из нержавеющей стали, и изготавливают три смеси, имитирующие состав возможных отложений в проточной части ГТД, причем первую смесь получают путем смешения масла, используемого в системах смазки ГТД и технической сажи, вторую смесь получают путем смешения масла, используемого в системах смазки ГТД, технической сажи и диоксида кремния, третью смесь получают путем смешения масла, используемого в системах смазки ГТД, технической сажи и фрагментов растительных волокон и/или насекомых, затем на первую группу пластин наносят первую смесь, на вторую группу - вторую смесь, а на третью - третью смесь, после чего пластины разделяют на несколько партий, причем в каждую партию пластин отбирают пластины из алюминиевого сплава и пластины из нержавеющей стали из каждой группы пластин, затем осуществляют отжиг пластин при температуре, обеспечивающей спекание смесей на поверхности пластин, причем для каждой партии пластин устанавливают свою температуру отжига, после отжига пластины охлаждают до комнатной температуры и определяют вес Wt каждой из пластин, далее пластины помещают в вертикальном состоянии в сосуды, заполненные исследуемыми промывочными жидкостями для проточной части ГТД и термостатируют их в упомянутом сосуде в течение времени, необходимого для обеспечения промывки пластины от спекшейся смеси, а затем определяют вес W2 каждой пластины и проводят оценку эффективности промывочных жидкостей для проточной части ГТД (Эпж) для каждой пластины по следующей формуле:The technical result of the claimed invention is achieved due to the fact that in the method for assessing the effectiveness of flushing liquids for the flow part of a gas turbine engine, studies of the effectiveness of flushing fluids are carried out using aluminum alloy plates and stainless steel plates as samples for research, and the weight W 0 of each is determined from the plates, and then three groups are formed from the mentioned plates, each of which includes several plates of aluminum alloy and several plates of stainless steel, and three mixtures are made, simulating the composition of possible deposits in the flow part of the gas turbine engine, and the first mixture is obtained by mixing oil used in gas turbine lubrication systems and technical soot, the second mixture is obtained by mixing oil used in gas turbine lubrication systems, technical soot and silicon dioxide, the third mixture is obtained by mixing oil used in gas turbine lubrication systems, technical soot and fragments of plant fibers and /or insects, then the first mixture is applied to the first group of plates, the second mixture is applied to the second group, and the third mixture is applied to the third group, after which the plates are divided into several batches, and aluminum alloy plates and stainless steel plates are selected for each batch of plates from each group of plates, then the plates are annealed at a temperature that ensures sintering of the mixtures on the surface of the plates, and for each batch of plates their own annealing temperature is set, after annealing the plates are cooled to room temperature and the weight W t of each of the plates is determined, then the plates are placed in a vertical condition into vessels filled with the studied washing liquids for the flow part of the gas turbine engine and thermostat them in the said vessel for the time necessary to ensure that the plate is washed from the sintered mixture, and then the weight W 2 of each plate is determined and the effectiveness of the washing liquids for the flow part of the gas turbine engine is assessed ( E pzh ) for each plate according to the following formula:
где W0 - вес чистой пластины, мг;where W 0 is the weight of the clean plate, mg;
W1 - вес пластины с нанесенной смесью после отжига, мг;W 1 - weight of the plate with the applied mixture after annealing, mg;
W2 - вес пластины после выдержки в сосуде с промывочной жидкостью, мг.W 2 - weight of the plate after exposure in a vessel with washing liquid, mg.
В заявленном способе моделируется процесс формирования отложений в проточной части ГТД, достоверность и точность которого обеспечивается за счет учета следующих факторов:The claimed method models the process of formation of deposits in the flow part of a gas turbine engine, the reliability and accuracy of which is ensured by taking into account the following factors:
при проведении испытаний на пластинах, выполненных из разных металлов (нержавеющая сталь и алюминий) учитывают разную адгезию отложений на поверхности металла;when conducting tests on plates made of different metals (stainless steel and aluminum), different adhesion of deposits on the metal surface is taken into account;
при проведении отжига пластин с нанесенной на них смесью, ими- тирующей отложения в проточной части ГТД при разных температурах, учитывают воздействие температурного поля на структуру формируемых отложений;When annealing plates coated with a mixture imitating deposits in the flow section of a gas turbine engine at different temperatures, the effect of the temperature field on the structure of the deposits being formed is taken into account;
учитывают состав отложений посредством включения в состав смеси, имитирующей отложения в проточной части ГТД различных добавок (диоксид кремния, растительные волокна, насекомые).take into account the composition of deposits by including various additives (silicon dioxide, plant fibers, insects) in the mixture that simulates deposits in the flow part of the gas turbine engine.
Заявленное изобретение поясняется чертежами и таблицей.The claimed invention is illustrated by drawings and tables.
На фиг. 1 представлены результаты оценки эффективности промывочных жидкостей Вертолин 74А и Турботект Т-927 по удалению отложений.In fig. 1 presents the results of assessing the effectiveness of flushing fluids Vertolin 74A and Turbotect T-927 in removing deposits.
На фиг. 2 Внешний вид пластин с нанесенной на них смесью, масла и сажи до промывки.In fig. 2 Appearance of the plates with a mixture of oil and soot applied to them before washing.
На фиг. 3 Внешний вид пластин с нанесенной на них смесью, масла, сажи и диоксида кремния до промывки.In fig. 3 Appearance of plates with a mixture of oil, soot and silicon dioxide applied to them before washing.
На фиг. 4 Внешний вид пластин с нанесенной на них смесью, масла, сажи и растительных волокон до промывки.In fig. 4 Appearance of the plates with a mixture of oil, soot and plant fibers applied to them before washing.
На фиг. 5 Внешний вид пластин с нанесенной на них смесью, масла и сажи после промывки жидкостью Турботект Т-927.In fig. 5 Appearance of the plates with a mixture of oil and soot applied to them after washing with Turbotect T-927 liquid.
На фиг. 6 Внешний вид пластин с нанесенной на них смесью, масла, сажи и диоксида кремния после промывки Турботект Т-927.In fig. 6 Appearance of plates with a mixture of oil, soot and silicon dioxide applied to them after washing with Turbotect T-927.
На фиг. 7 Внешний вид пластин с нанесенной на них смесью, масла, сажи и растительных волокон после промывки Турботект Т-927.In fig. 7 Appearance of the plates with a mixture of oil, soot and plant fibers applied to them after washing with Turbotect T-927.
Способ оценки эффективности промывочных жидкостей для проточной части ГТД осуществляют следующим образом.The method for assessing the effectiveness of flushing liquids for the flow part of a gas turbine engine is carried out as follows.
При проведении исследований в качестве образцов для проведения исследований используют металлические пластины из алюминиевого сплава и из нержавеющей стали. Эти пластины имитируют поверхность деталей проточной части ГТД, подверженных загрязнениям.When conducting research, metal plates made of aluminum alloy and stainless steel are used as samples for research. These plates imitate the surface of parts of the gas turbine engine flow section that are subject to contamination.
Для проведения исследований формируют три группы пластин. Каждая из трех групп пластин включает в себя несколько пластин из алюминиевого сплава и несколько пластин из нержавеющей стали. В верхней части пластин выполняют отверстие, предназначенное для подвешивания пластин в вертикальном положении. После чего осуществляют взвешивание каждой из пластин для определения веса чистой пластины W0 до начала исследований.To conduct research, three groups of plates are formed. Each of the three plate groups includes several aluminum alloy plates and several stainless steel plates. A hole is made in the upper part of the plates for hanging the plates in a vertical position. Then each of the plates is weighed to determine the weight of the clean plate W 0 before the start of the research.
Затем на каждую из пластин наносят одну из трех смесей, имитирующих состав возможных отложений в проточной части ГТД.Then one of three mixtures is applied to each of the plates, simulating the composition of possible deposits in the flow part of the gas turbine engine.
Первую смесь получают путем смешения масла, используемого в системах смазки ГТД и технической сажи.The first mixture is obtained by mixing the oil used in gas turbine engine lubrication systems and technical soot.
Вторую смесь получают путем смешения масла, используемого в системах смазки ГТД, технической сажи и диоксида кремния.The second mixture is obtained by mixing the oil used in gas turbine engine lubrication systems, technical soot and silicon dioxide.
Третью смесь получают путем смешения масла, используемого в системах смазки ГТД, технической сажи и фрагментов растительных волокон и/или насекомых.The third mixture is obtained by mixing oil used in gas turbine engine lubrication systems, technical soot and fragments of plant fibers and/or insects.
При этом во всех трех смесях количество масла, используемого в системах смазки ГТД составляет не менее 80% масс.Moreover, in all three mixtures, the amount of oil used in gas turbine engine lubrication systems is at least 80% by weight.
В качестве масла, используемого в системах смазки ГТД, может быть использовано смазочное минеральное масло для судовых газовых турбин по ГОСТ 10289-79.The oil used in gas turbine engine lubrication systems can be mineral lubricating oil for marine gas turbines in accordance with GOST 10289-79.
В качестве технической сажи может быть использована канальная активная газовая сажа К 354 по ГОСТ 7885-86.Channel active gas soot K 354 according to GOST 7885-86 can be used as technical soot.
На первую группу пластин наносят первую смесь, на вторую группу - вторую смесь, а на третью - третью смесь.The first mixture is applied to the first group of plates, the second mixture is applied to the second group, and the third mixture is applied to the third group.
Пластины разделяют на несколько партий пластин. При этом в каждую партию пластин отбирают пластины из алюминиевого сплава и пластины из нержавеющей стали из каждой группы пластин.The plates are divided into several batches of plates. In this case, for each batch of plates, aluminum alloy plates and stainless steel plates are selected from each group of plates.
Затем осуществляют отжиг пластин при температуре, обеспечивающей прочное спекание на поверхности пластин смесей, имитирующих состав возможных отложений в проточной части ГТД. Для каждой партии устанавливают свою температуру отжига. При этом значение температуры отжига выбирают из диапазона температур соответствующем реальным рабочим температурам воздуха в осевом компрессоре ГТД, например, для двигателя НК-12СТ температуры с 4 по 9 ступень компрессора находятся в диапазоне 140-180°С, из которого и может быть выбрано значение температуры для проведения отжига, поскольку обычно при температурах меньше 140°С отложения не запекаются и удаляются очень легко, а при температуре больше 180°С отложения становятся твердыми и их можно удалить только механическим способом.Then the plates are annealed at a temperature that ensures strong sintering of mixtures on the surface of the plates, simulating the composition of possible deposits in the flow part of the gas turbine engine. Each batch has its own annealing temperature. In this case, the value of the annealing temperature is selected from the temperature range corresponding to the actual operating temperatures of the air in the axial compressor of the gas turbine engine, for example, for the NK-12ST engine, temperatures from the 4th to 9th stages of the compressor are in the range of 140-180°C, from which the temperature value can be selected for annealing, since usually at temperatures below 140°C deposits are not baked and are removed very easily, and at temperatures above 180°C deposits become hard and can only be removed mechanically.
Отжиг пластин осуществляют в сушильном шкафу по программе: выход на температуру отжига - 2 часа, отжиг 2 часа при заданной температуре, охлаждение до комнатной температуры не менее 2 часов.Annealing of the plates is carried out in a drying oven according to the program: reaching the annealing temperature - 2 hours, annealing for 2 hours at a given temperature, cooling to room temperature for at least 2 hours.
После отжига получают пластины, на которых смесь запеклась до коркообразного состояния. Каждую пластину, полученную упомянутым образом, взвешивают. Получают вес пластины W1 с нанесенной смесью после отжига.After annealing, plates are obtained on which the mixture is baked to a crust-like state. Each plate obtained in this manner is weighed. The weight of the plate W 1 with the applied mixture after annealing is obtained.
Сформированные таким образом пластины имитируют поверхность деталей компрессора ГТД с отложениями на них. Структура и прочность отложений зависит от температуры отжига.The plates formed in this way imitate the surface of the gas turbine engine compressor parts with deposits on them. The structure and strength of deposits depends on the annealing temperature.
Затем каждую пластину подвешивают вертикально через отверстие в пластине и помещают в сосуд, заполненный исследуемой промывочной жидкостью для проточной части ГТД и термостатируют в контакте с промывочной жидкостью. Температуру термостатирования в сосуде устанавливают в диапазоне от 30 до 70°С.Then each plate is suspended vertically through a hole in the plate and placed in a vessel filled with the flushing liquid being tested for the flow part of the gas turbine engine and thermostated in contact with the flushing liquid. The temperature control in the vessel is set in the range from 30 to 70°C.
Пластины термостатируют в сосуде в течение времени, необходимого для осуществления промывки пластины от спекшейся смеси (не менее 1 часа). После термостатирования пластины извлекают из сосуда, а затем промывают их и высушивают при температуре 110°С в течении не менее 1 часа.The plates are thermostatically controlled in the vessel for the time necessary to wash the plates from the sintered mixture (at least 1 hour). After thermostatting, the plates are removed from the vessel, and then washed and dried at a temperature of 110°C for at least 1 hour.
После этого каждую пластину взвешивают, определяя таким образом вес пластины W2 после выдержки в сосуде с промывочной жидкостью.After this, each plate is weighed, thus determining the weight of the W 2 plate after exposure in a vessel with washing liquid.
Оценку эффективности промывочных свойств промывочной жидкости для проточной части ГТД (Эпж) для каждой из пластин определяют по следующей формуле:An assessment of the effectiveness of the flushing properties of the flushing fluid for the flow part of the gas turbine engine (E pzh ) for each of the plates is determined by the following formula:
где W0 - вес чистой пластины, мг;where W 0 is the weight of the clean plate, mg;
W1 - вес пластины с нанесенной смесью после отжига, мг;W 1 - weight of the plate with the applied mixture after annealing, mg;
W2 - вес пластины после промывки, мг.W 2 - weight of the plate after washing, mg.
Таким образом получают результат, который может дать информацию об эффективности исследуемой промывочной жидкости для проточной части ГТД при разной структуре и составе отложений.In this way, a result is obtained that can provide information about the effectiveness of the flushing liquid under study for the flow part of a gas turbine engine with different structures and compositions of deposits.
Пример осуществления заявленного способа оценки эффективности промывочных жидкостей для проточной части ГТД.An example of the implementation of the claimed method for assessing the effectiveness of flushing fluids for the flow part of a gas turbine engine.
Использованы металлические пластины, изготовленные из алюминиевого сплава АК-4 по ГОСТ 21488-76 и из нержавеющей стали 12Х18Н10Т по ГОСТ 5582-75. Размер пластин 50×25×2 мм. В верхней части металлических пластин, выполнили отверстие ∅2 мм для подвешивания в вертикальном положении.Metal plates used were made of aluminum alloy AK-4 in accordance with GOST 21488-76 and stainless steel 12Х18Н10Т in accordance with GOST 5582-75. The plate size is 50×25×2 mm. In the upper part of the metal plates, a hole ∅2 mm was made for hanging in a vertical position.
Рабочую поверхность каждой пластины зачистили шкуркой шлифовальной бумажной водостойкой по ГОСТ 10054 с зернистостью 6 по ГОСТ 3647. Продули струей сжатого воздуха и тщательно протерли ваткой, смоченной в петролейном эфире, не касаясь руками рабочей поверхности. После чего каждую пластину взвесили и определили вес чистой пластины (W0) с точностью до 0,0002 г.The working surface of each plate was cleaned with waterproof sandpaper in accordance with GOST 10054 with a grain size of 6 in accordance with GOST 3647. It was blown with a stream of compressed air and thoroughly wiped with a cotton swab soaked in petroleum ether, without touching the working surface with your hands. Then each plate was weighed and the weight of the clean plate ( W0 ) was determined with an accuracy of 0.0002 g.
Пластины разделили на три группы. Приготовили три смеси, каждая из которых имитирует состав возможных отложений в проточной части ГТД.The plates were divided into three groups. Three mixtures were prepared, each of which simulates the composition of possible deposits in the flow section of a gas turbine engine.
Первую смесь получили путем смешения масла, используемого в системах смазки ГТД и технической сажи, при этом смешение вели при следующем соотношении компонентов, масс. %: масло - 80%, сажа - 20%.The first mixture was obtained by mixing the oil used in gas turbine engine lubrication systems and technical soot, and the mixing was carried out at the following ratio of components, mass. %: oil - 80%, soot - 20%.
Вторую смесь получали путем смешения масла, используемого в системах смазки ГТД, технической сажи и добавления к этой смеси коллоидного диоксида кремния с размерами частиц около 90 мкм (состав под торговой маркой «Полисорб»), при этом смешивание вели при следующем соотношении компонентов, масс. %: масло - 90%, сажа - 7%, диоксид кремния - 3%.The second mixture was obtained by mixing the oil used in gas turbine engine lubrication systems, technical soot and adding to this mixture colloidal silicon dioxide with a particle size of about 90 microns (composition under the Polysorb trademark), while mixing was carried out at the following ratio of components, mass. %: oil - 90%, soot - 7%, silicon dioxide - 3%.
Третью смесь получили путем смешения масла, используемого в системах смазки ГТД, технической сажи, при этом смешивание вели при следующем соотношении компонентов, мас. %: масло - 80%, сажа - 10%, фрагменты травы - 10%.The third mixture was obtained by mixing the oil used in gas turbine engine lubrication systems and technical soot, and the mixing was carried out at the following ratio of components, wt. %: oil - 80%, soot - 10%, grass fragments - 10%.
Для получения фрагментов волокон растительного покрова использовали высушенные сорта злаковых трав, которые помололи в лабораторной лопастной мельнице, при этом полученный размер частиц растительных волокон и/или насекомых составил от 20 до 180 мкм.To obtain fragments of plant fibers, dried varieties of cereal grasses were used, which were ground in a laboratory paddle mill, and the resulting particle size of plant fibers and/or insects ranged from 20 to 180 μm.
Во всех трех смесях в качестве масла использовали смазочное минеральное масло для судовых газовых турбин по ГОСТ 10289-79, а в качестве технической сажи использовали канальную активную газовую сажу К 354 по ГОСТ 7885-86. Полученную смесь (пасту) ватной палочкой нанесли на каждую из пластин плотным однородным слоем.In all three mixtures, lubricating mineral oil for marine gas turbines in accordance with GOST 10289-79 was used as oil, and channel active gas soot K 354 in accordance with GOST 7885-86 was used as technical soot. The resulting mixture (paste) was applied to each of the plates with a cotton swab in a dense, uniform layer.
Пластины разделили на несколько партий, причем в каждую партию пластин отобрали пластины из алюминиевого сплава и пластины из нержавеющей стали из каждой группы пластинThe plates were divided into several batches, and in each batch of plates, aluminum alloy plates and stainless steel plates were selected from each group of plates
Пластины поместили в сушильный шкаф и подвергли отжигу по программе: выход на температуру отжига - 2 часа, отжиг 2 часа при заданной температуре, охлаждение до комнатной температуры не менее 2 часов.The plates were placed in a drying cabinet and annealed according to the program: reaching the annealing temperature - 2 hours, annealing for 2 hours at a given temperature, cooling to room temperature for at least 2 hours.
При этом при проведении отжига для каждой партии пластин установили свою температуру отжига находящуюся в диапазоне от 140°С до 180°С.In this case, during annealing, each batch of plates had its own annealing temperature, which was in the range from 140°C to 180°C.
Пластины после отжига взвесили с точностью до 0,0002 г, определяя вес пластины с нанесенными отложениями (W1).After annealing, the plates were weighed with an accuracy of 0.0002 g, determining the weight of the plate with deposited deposits (W 1 ).
Для оценки эффективности удаления отложений с проточной части ГТД использовали промывочные жидкости марок Вертолин 74 А и Турботект Т 927. Каждую пластину подвесили вертикально через отверстие в пластине.To evaluate the efficiency of removing deposits from the flow part of a gas turbine engine, flushing liquids of the Vertolin 74 A and Turbotect T 927 brands were used. Each plate was suspended vertically through a hole in the plate.
После чего пластины поместили в сосуды, заполненные исследуемы- ми промывочными жидкостями и выдержали в сосудах в течение 1 часа. Одну часть пластин поместили в сосуд, заполненный жидкостью марки Вертолин 74 А и выдержали при температуре 50°С, вторую часть пластин поместили в сосуд, заполненный жидкостью марки Вертолин 74 А и вы- держали при температуре 70°С, третью часть пластин поместили в сосуд, заполненный жидкостью Турботект Т 927 и выдержали при температуре 50°С, четвертую часть пластин поместили в сосуд, заполненный жидкостью Турботект Т 927 и выдержали при температуре 70°С (см. фиг. 1).After that, the plates were placed in vessels filled with the washing liquids under study and kept in the vessels for 1 hour. One part of the plates was placed in a vessel filled with Vertolin 74 A liquid and kept at a temperature of 50°C, the second part of the plates was placed in a vessel filled with Vertolin 74 A liquid and kept at a temperature of 70°C, the third part of the plates was placed in a vessel , filled with Turbotect T 927 liquid and kept at a temperature of 50°C, a quarter of the plates were placed in a vessel filled with Turbotect T 927 liquid and kept at a temperature of 70°C (see Fig. 1).
После выдержки пластин в промывочной жидкости их извлекли из сосудов и промыли, несколько раз опуская их дистиллированную воду, затем высушили при 110 °С в течении 1 часа. После этого каждую пластину взвесили, определяя вес пластины с отложениями после промывки (Неэффективность промывочных свойств жидкостей (Эпж) определили по формуле:After keeping the plates in the washing liquid, they were removed from the vessels and washed, immersing them in distilled water several times, then dried at 110 °C for 1 hour. After this, each plate was weighed, determining the weight of the plate with deposits after washing (The ineffectiveness of the washing properties of liquids (E pzh ) was determined by the formula:
В таблице представлены данные оценки эффективности промывочных свойств жидкостей (Эпж) полученные для отложений различного состава на пластинах из алюминиевого сплава при температуре отжига отложений 150°С, температура жидкости в процессе промывки 50°С.The table presents data assessing the effectiveness of the flushing properties of liquids (E pj ) obtained for deposits of various compositions on aluminum alloy plates at a deposit annealing temperature of 150°C, the liquid temperature during the washing process is 50°C.
На фиг. 2 - фиг. 7 представлен внешний вид отложений с различными добавками до и после промывки жидкостью Турботект Т-927.In fig. 2 - fig. Figure 7 shows the appearance of deposits with various additives before and after washing with Turbotect T-927 liquid.
Результат проведения испытаний представлен на фиг. 1 в виде графиков зависимости показателя эффективности промывочных свойств жидкостей от температуры отжига. В подписях кривых на фиг. 1, обозначена марка промывочной жидкости, материал пластин и температура промывочной жидкости в процессе отмывки отложений.The test result is presented in Fig. 1 in the form of graphs of the dependence of the efficiency indicator of the flushing properties of liquids on the annealing temperature. In the captions of the curves in Fig. 1, the brand of washing liquid, the material of the plates and the temperature of the washing liquid during the process of washing deposits are indicated.
Из полученных данных видно, что отложения на пластинах из нержавеющей стали получаются более прочными и удаляются они сложнее, чем на пластинах из алюминиевого сплава.From the data obtained it is clear that deposits on stainless steel plates are stronger and more difficult to remove than on aluminum alloy plates.
При этом жидкость Вертолин 74А достаточно эффективно удаляет отложения на стальных пластинах, образованные при температурах 140-150°С и не работает с более высокотемпературными отложениями.At the same time, Vertolin 74A liquid quite effectively removes deposits on steel plates formed at temperatures of 140-150°C and does not work with higher temperature deposits.
Промывочная жидкость Турботект Т 927 в целом более эффективно удаляет отложения, чем жидкость Вертолин 74А.Flushing fluid Turbotect T 927 is generally more effective at removing deposits than Vertolin 74A fluid.
Из таблицы видно, что промывочная жидкость марки Турботект Т-927 лучше удаляет отложения, имеющие в составе диоксид кремния, а промывочная жидкость марки Вертолин 74А лучше удаляет отложения, содержащие только масло и техническую сажу.The table shows that the Turbotect T-927 washing liquid better removes deposits containing silicon dioxide, and the Vertolin 74A washing liquid better removes deposits containing only oil and technical soot.
Также из данных таблицы видно, что добавка в виде диоксида кремния увеличила прочность отложений, что отразилось в увеличении в общем величины Эпж, а добавка в виде фрагментов растительных волокон, наоборот, уменьшила прочность отложений.It is also clear from the table data that the additive in the form of silicon dioxide increased the strength of deposits, which was reflected in an increase in the overall value of E pzh , and the additive in the form of fragments of plant fibers, on the contrary, decreased the strength of deposits.
Применение предлагаемого способа позволит более достоверно оценить эффективность промывочных жидкостей для проточной части ГТД с учетом различных факторов: структура и состав отложений, адгезионная связь с различными металлическими поверхностями.The use of the proposed method will make it possible to more reliably evaluate the effectiveness of flushing fluids for the flow part of a gas turbine engine, taking into account various factors: the structure and composition of deposits, adhesive bond with various metal surfaces.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813294C1 true RU2813294C1 (en) | 2024-02-09 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1755965A1 (en) * | 1989-08-07 | 1992-08-23 | Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср | Method of washing flow-through section of gas-turbine engine |
| RU2280773C1 (en) * | 2005-02-15 | 2006-07-27 | Василий Васильевич Новиков | Method of cleaning passage of gas-turbine engine |
| RU140704U1 (en) * | 2013-10-11 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Турботект Санкт-Петербург" | DEVICE FOR PREPARING AND FEEDING SOLUTIONS FOR RINSING A GAS-TURBINE ENGINE |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1755965A1 (en) * | 1989-08-07 | 1992-08-23 | Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср | Method of washing flow-through section of gas-turbine engine |
| RU2280773C1 (en) * | 2005-02-15 | 2006-07-27 | Василий Васильевич Новиков | Method of cleaning passage of gas-turbine engine |
| RU140704U1 (en) * | 2013-10-11 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Турботект Санкт-Петербург" | DEVICE FOR PREPARING AND FEEDING SOLUTIONS FOR RINSING A GAS-TURBINE ENGINE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2813294C1 (en) | Method for assessing effectiveness of flushing fluids for flow path of gas turbine engines | |
| JP3939774B2 (en) | Ternary mixture of solvents and their use in removing oily substances | |
| Pilz et al. | Rust Preventive Oils. | |
| CN110387282A (en) | Modified graphene, preparation method, purposes and lubricating oil | |
| Deb et al. | An investigation on corrosion behaviour and mechanical properties of aluminium in diesel palm kernel biodiesel and ethanol environments | |
| RU2305836C1 (en) | Method for determining stability factor of fuel compositions containing residual products of oil processing | |
| CN102914639A (en) | Method for testing washing resistance of lubricating oil | |
| SU1767416A1 (en) | Method of estimating efficiency of washing medium | |
| RU2383010C2 (en) | Method for detection of liquid type | |
| SU900186A1 (en) | Method of determination of lubricating oil laquer-forming ability | |
| GEORGI | CORRELATION of LABORATORY OIL BENCH TESTS with FULL-SCALE ENGINE TESTS | |
| Feng et al. | Tribological research of leaf‐surface wax derived from plants of Pinaceae | |
| Oberright et al. | Deposit-Forming Tendencies of High-Temperature Lubricants | |
| CN113402934B (en) | Synthetic stain compositions and methods of making and using the same | |
| CN108344667A (en) | A kind of test method of greasy dirt stripping | |
| CN113176397A (en) | Method and device for testing performance of machine oil | |
| McKee et al. | Stability Test for Additive-Treated Motor Oils | |
| SU728079A1 (en) | Contact liquid for ultrasonic flaw detection | |
| Berdiev et al. | STUDY OF THE EXPLOITATIVE PROPERTIES OF THE DEVELOPED ADDITIVES AND THEIR APPLICATION | |
| Sangeetha et al. | Corrosion behaviour of mild steel in waste cooking oil as biofuel | |
| RU2202599C1 (en) | Fuel composition | |
| DE665561C (en) | Method for determining the dirt content of used motor oils | |
| Sundberg et al. | A Look at the MIL-L-23699 (WEP) Lubricants | |
| FOEHER et al. | Correlation of bench oxidation tests with transmission test performance of automatic transmission fluids | |
| Zuflacht et al. | Analysis of Corrosion Damage on Samples Exposed to Accelerated and Outdoor Corrosion Environments |