SU1663466A1 - Способ диагностики состо ни металла толстостенного корпуса детали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контролю состо ни  металла толстостенного корпуса детали и позвол ет расширить информативность путем контрол  нар ду с разгерметизацией корпуса роста и размера дефектов. В корпусе детали выполн ют каналы различного диаметра и глубины. Глухие торцы каналов расположены на глубине, соответствующей допустимому размеру дефектов. В этих торцах размещают термочувствительные элементы. Каналы заполн ют теплопроводным материалом, а один или несколько каналов выполн ют криволинейными с переменным сечением. Регистрируют термочувствительными элементами температурное поле в торцах каналов в течение всего времени контрол . Диагностирование осуществл ют по изменению температурного пол . 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

(Л

с

Изобретение относитс  к испытательной технике и позвол ет контролировать состо ние во врем  эксплуатации статора паровой турбины с трещиноподобными дефектами .

Целью изобретени   вл етс  расширение информативности путем контрол  нар ду с разгерметизацией корпуса роста и размеров дефектов.

На фиг. 1 изображено устройство дл  реализации способа диагностики состо ни  металла толстостенного корпуса детали стопорного клапана; на фиг. 2 - устройство дл  диагностики цилиндра турбины; на фиг. 3 - узел I на фиг, 2.

Устройство содержит термопары 1, устанавливаемые в каналах 2-4. Количество каналов и их расположение определ ютс  формой издели  и услови ми его работы.

Корпус 5 издели  покрыт снаружи теплоизол цией 6. В зоне концентрации температурных напр жений корпуса 5 расположен короб 7. Теплоизол ци  6 покрыта наружным кожухом 8 Термопары 1 установлены в тупиковых торцах каналов 2 - 4, а термопара 9 на выходе короба 7. В канале 3 установлен на резьбе медный стержень 10, выход щий за границу кожуха 7. Каналы 3-5 выполнены с различным диаметром, а их тупиковые торцы расположены на глубине, соответствующей допустимому размеру дефектов.

Способ реализуют с помощью устройства следующим образом.

В процессе эксплуатации турбоустанов- ки с помощью термопар 1 и 9 измер ют температуру металла деталей корпуса 5 - стопорного клапана (фиг. 1) или цилиндра (фиг. 2). При этом наличие каналов 2-4, которые могут быть выполнены с различным поперечным сечением, в детал х корпуса 5 приводит к перестройке температурного поо о

CJ N О О

л  издели  в зоне каналов 2-4, причем перестройка температурного пол  тем больше , чем больше диаметр каналов 2-4. При наличии дефекта (трещины) с измен ющимс  размером, увеличивающимс  в сторону наружной поверхности, уменьшаетс  толщина стенки в зоне расположени  каналов 2-4, что приводит к увеличению неравномерности температурного пол  издели , фиксируемой термопарами 1, причем в зависимости от диаметра (сечени  канала) реакци  той или иной термопары 1 определ етс  размером дефекта,

При стационарных режимах работы издели  разности температур по толщине стенки невелики (не более 10°С), а погрешность измерени  разностной температуры велика. Дл  повышени  точности работы устройства осуществл ют заполнение каналов 2-4 материалом с большей величиной коэффициента теплопроводности (например , вставл ют в каналы 2 -4 медные стержни 10 с резьбой и с термочувствительными элементами в зоне соприкосновени  с дном канала 2-4). Другой своей стороной стержень 10 должен выходит на наружную поверхность за теплоизол цию 6. Это позвол ет искусственно увеличить неравномерность температурного пол  издели  в зоне канала 2-4 и повысить точность измерени  разности температур пара и термочувствительного элемента -термопары 1 на дне канала 2-4 - и, следовательно, точность измерени  (диагностики) глубины распространени  трещины.

Изменени  размеров дефекта можно контролировать, использу  искусственно выполненную систему каналов 2-4 разного диаметра (или канал переменной ширины) с установленными на их дне термочувствительными элементами - термопарами 1. Это позвол ет контролировать абсолютный размер дефекта за счет возмущени  температурного пол  издели  в зоне канала 2-4. При этом, чем больше диаметр канала, тем больше возмущение (искажение температурного пол  детали) и тем раньше можно будет установить наличие дефекта.

В случае, когда дефект становитс  сквозным, его наличие можно определить по реакции термопары 9, расположенной на выходе короба 7. В этом случае рабочее тело через сквозной дефект эвакуируетс  через короб 7 в атмосферу, что и фиксируют термопары 9.

Глубина отверстий оцениваетс  по величине допустимого докритического прироста трещины. Допустимый прирост трещины определ етс  на основании результатов испытани  вырезанных образцов с оценкой параметров трещиностойкости и данных по действующим в рассматриваемой зоне детали рабочим нагрузкам и температурам . Обычно диапазон допустимого роста трещины принимаетс  в зависимости от сочетани  указанных параметров в диапазоне 0,5-0,9 толщины стенки. Соответственно торцы каналов 2-4 углубл ютс  на

0,1-0,5 толщины стенки.

Диаметр отверстий, ограничивающий ход трещины за пределы габаритов камеры сбора утечки - короба 7, не должно превышать 0,15 толщины стенки.

Зону, в которой размещаетс  устройство , определ ют на основании анализа данных по статистике повреждений в эксплуатации. Эта же информаци  служит и дл  прогноза траектории трещины и предполагаемых точек ее выхода на наружную поверхность. Дл  уточнени  траектории трещины могут привлекатьс  и результаты расчета напр женного состо ни .

Кроме контрол  температуры, в торцах

тупиковых каналов 2-4 целесообразно устанавливать датчики акустической эмиссии, можно также использовать в качестве средства вспомогательного контрол  зз ростом трещины метод электропотенциала и ультразвуковой эхометод Расположение системы каналов 2-4 по кра м зоны трещинообразовани  позвол ет ограничить рост трещины Благодар  этому утечка среды происходит только в камеру сбора утечки .

Кроме того, ослабл етс  возможность резкого раскрыти  дефекта, опасного дл  эксплуатационного персонала.

40

Claims (1)

1. Способ диагностики состо ни  металла толстостенного корпуса детали путем выполнени  в корпусе каналов разной

глубины, тупиковыеторцы которых расположены на глубине, соответствующей допустимому размеру дефектов, соединени  полостей каналов с регистраторами утечки, отличающийс  тем, что, с целью

расширени  информативности путем контрол  нар ду с разгерметизацией корпуса роста и размеров дефектов, каналы выполнены различного диаметра, в качестве регистратора утечки используют термочувствительные элементы, установленные в тупиковых торцах каналов, регистрируют термочувствительными элементами поле в торцах каналов в течение всего времени контрол , а диагностирование осуществл ют по изменению температурного пол .

2 Способ поп.1. отличающийс  тем что, перед регистрацией температурного пол  каналы заполн ют теплопроводным материалом.

3 Способ попп 1и2, отличающи и с   тем что один или несколько каналов выполнены криволинейными с переменным сечением

8

в атмосферу 9

V

ФигЗ

Трещина