SU1737314A1

SU1737314A1 - Способ контрол износа конструктивных узлов в электрических машинах

Info

Publication number: SU1737314A1
Application number: SU904824185A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Самородов; Виктор Ильич Иванов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики; Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Судебных Экспертиз
Priority date: 1990-03-05
Filing date: 1990-03-05
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Изобретение относитс к технической диагностике и может быть использовано дл контрол процессов износа деталей или узлов внутри работающих электрических машин . Целью изобретени вл етс повышение информативности и достоверности контрол и упрощение технологии его проведени . Способ включает отбор газовой среди, контактирующей с узлами машины , выделение из нее твердых продуктов износа на фильтре, их визуально-оптический анализ, дополнительное выделение высокодисперсных продуктов износа на отдельном улавливающем элементе, проведение морфологического, элементного и фазового анализов всех продуктов износа и идентификации поврежденных узлов. 5 ил.

Description

сл

с

Изобретение относитс к технической диагностике, а именно к диагностике очагов истирани конструктивных узлов внутри работающих электрических машин, и может быть использовано дл контрол процессов износа деталей или узлов и других устройств , внутри которых циркулирует газ.

В электрических машинах основным ди-. агностическим признаком истирани в активной зоне вл етс наличие в охлаждающем газе пылевидных частиц изол ции обмотки статора. О начале процесса истирани обмотки свидетельствует по вление частиц покровной эмали и асбеста, о конце, т. е. о возникновении аварийного состо ни - по вление частиц меди в результате износа медных токоведущих частей обмотки. Наличие частиц слюды в газе свидетельствует об износе диэлектрического барьера корпусной изол ции статора. При

вибрации сердечника статора в газ поступают микрочастицы стали (железа). В газ также могут поступать частицы стекловолокна, смолы, латуни, сплавов на основе алюмини , и т. д. Из-за малых величин взаимных перемещений соприкасающихс элементов продукты износа в основном вл ютс микрочастицами , т. е. высокодисперсными частицами микронных и субмикронных размеров, однако возможно по вление более крупных частиц размером до миллиметров .

Цель изобретени - повышение информативности и достоверности контрол и упрощение технологии его проведени .

На фиг. 1-5 представлены рентгеновские спектрограммы элементного состава частиц износа, полученные при контроле турбогенераторов р да электростанций. На оси абсцисс спектрограмм отложены значеVJ СО

VI

00

Ј

ни энергии рентгеновского излучени , на оси ординат - интенсивность излучени в относительных единицах. Каждый пик соответствует определенному химическому элементу , название которого обозначено химическим символом.

Способ контрол износа конструктивных узлов в электрических машинах осуществл ют следующим образом.

Отбор газовой среды, контактирующий с узлами машины, производ т с помощью устройства дл отбора твердых частиц из газа, снабженного улавливающим элементом и фильтром. Это устройство присоедин ют , например, к пробоотборному вентилю газового поста турбогенератора с водородным охлаждением, после чего вентиль открывают и в устройство направл ют газ. Врем экспозиции составл ет около 20 мин, во врем которого твердые продукты износа оседают на фильтре и улавливающем элементе. По окончании экспозиции закрывают вентиль, отсоедин ют устройство , устанавливают в него новый фильтр, по- ворачивают улавливающий элемент, переход т к следующему генератору.

Примен побудители расхода, например вакуумный насос, электроаспиратор и т. п., можно производить отбор проб продуктов износа с помощью устройства из электрических машин, имеющих воздушное охлаждение: гидрогенераторов, крупных эл е ктродви гател е и.

После отбора проб провод т морфологический , элементный и фазовый анализы частиц, собранных на улавливающем элементе и на фильтре.

Дл этого улавливающий элемент помещают в камеру образцов растрового электронного микроскопа и исследуют морфологические особенности микрочастиц, при этом регистрируют спектр возникающего рентгеновского излучени с помощью энергодисперсионного анализатора, получают спектрограммы и по ним устанавливают элементный состав микрочастиц (фиг. 1-4).

После проведени морфологического и элементного анализа пробу микрочастиц с улавливающего элемента исследуют в рентгеновской камере дл определени фазового состава микрочастиц.

Фильтры с собранными на них частицами исследуют с помощью оптического микроскопа (например, бинокул рного стереоскопического ), определ ют цвет, форму и материал частиц, подсчитывают их число. Затем фильтры устанавливают в держатель образцов, облучают участок фильтра с собранными частицами пучком рентгеновских лучей и, регистриру флуоресцентное рентгеновское излучение, получают спектрограммы и определ ют элементный состав в целом всей массы частиц (фиг. 5).

Идентификацию поврежденных узлов

провод т путем сравнени установленного элементного и фазового состава частиц износа с составом эталонных образцов материалов .

Пример1.С помощью электронного

0 микроскопа при исследовании проб микрочастиц , отобранных из шести турбогенераторов мощностью, 800 МВт одной электростанции, было установлено, что в пробе первого генератора присутствует

5 большое число микрочастиц слюды, тогда как в пробах других п ти генераторов частицы слюды отсутствуют. После останова и разборки генератора были найдены места сильного истирани корпусной изол ции на

0 лобовых част х обмотки статора из-за вибрации ослабленных деталей системы креплени лобовых частей.

На рентгеновской спектрограмме элементного состава (фиг. 1) признаком нали5 чи в пробе микрочастиц слюды вл етс комплекс из трех химических элементов (слюда мусковит) в приблизительной пропорции 2,0:2,2:1.

П р и м е р 2. На той же электростанции

0 на другом турбогенераторе в пробе на улавливающем элементе было обнаружено ненормально высокое содержание микрочастиц железа (фиг. 2). Фазовый анализ микрочастиц показал, что они не вл ютс

5 частицами ржавчины, так как железо в частицах не св зано в виде оксида, а находитс в металлическом состо нии. На остальных генераторах содержание железа в пробах было в 10-15 раз меньше. При исследова0 нии остановленного в ремонт генератора были обнаружены продольные разрывы трех сварных швов, соедин ющих угольники полок статора и пружины наборных призм. Под действием рабочей вибрации

5 происходило трение поверхностей разрывов с образованием большого количества микрочастиц железа, которые подхватывались потоком водорода и разносились по всему объему машины.

0 П р и м е р 3. На другой электростанции в одной из трех проб микрочастиц, отобранных из турбогенераторов мощностью 200 МВт, обнаружен четкий комплекс, состо щий из химических элементов

5 (фиг. 3). После сравнени с одной из контрольных спектрограмм (фиг. 4) было сделано заключение об истирании покровной электроизол ционной эмали ГФ-92ХК, т, е. о начале истирани лобовых частей обмотки статора. Спуст 4 мес при следующем контроле микрочастицы эмали исчезли, вместо них по вились микрочастицы слюды.

П р и м е р 4. На третьей электростанции на турбогенераторе мощностью 300 МВт были отобраны частицы из водорода на улавливающей элемент и на фильтры. Рент- генофлуоресцентный анализ частиц, собранных на фильтре, показал (фиг. 5), что они в основной своей массе состо т из частиц железа (нелегированной стали), небольшого числа частиц немагнитной стали (комплекс, состо щий из химических элементов Fe, Ni, Gr, Mn, при этом содержание никел превышает содержание хрома и марганца), и небольшого числа частиц латуни , На основании этого анализа сделано заключение от истирании стальных конструкций , предположительно в зоне нажимной плиты сердечника статора и о слабом истирании латунных труб газоохладител . Заключение подтвердилось, когда во врем ремонта при внеплановом останове энергоблока было найдено и устранено распуше- ние и выкрашивание сегментов крайних пакетов активной стали.

Способ может быть реализован в любое врем эксплуатации турбогенератора.

Использование предлагаемого способа контрол износа конструктивных узлов в электрических машинах позвол ет, по сравнению с известными, повысить его инфор- мативность и достоверность, упростить технологию его проведени . Кроме того, способ позвол ет осуществить оперативную раннюю диагностику износа конструктивных узлов, повыша надежность работы электрической машины, предотвраща тем самым возникновение аварий и уменьша объем ремонтных работ.

Claims

Формула изобретени Способ контрол износа конструктив- ных узлов в электрических машинах, включающий отбор газовой пробы среды контактирующей с узлами машины, выделение из нее твердых продуктов износа на фильтре, их визуально-оптическое исследо- вание и идентификацию поврежденных узлов , отличающийс тем, что, с целью повышени информативности и достоверности контрол , упрощени технологии его проведени , дополнительно выдел ют вы- 5 сокодисперсные продукты износа на отдельном улавливающем элементе и провод т их морфологический, элементный и фазовый анализ

Снергл ФигЛ

П I „ 89 х IQ}3B

2 Л1ф

blUCuJ

9Јc Yi° i9|Cj

, I L L.L 1 .. Л. 1 .I I J.-J.-4.- J. 1 Li .1 I

со r- r

Ю Ю

L.

1СОй /са э:,к/

ttLs

-Л

б7

Гнсргк

Фиг.

-

11 x i033B