Оборудование и эксплуатация газопроводов Ю

Работа добавлена на сайт samzan.net:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ОБРАЗОВАНИЯ                                ГОУ УГТУ-УПИ

Краснотурьинский филиал

Кафедра «Оборудование и эксплуатация газопроводов»

Ю.Ф. Федяков

Ремонт турбомашин и оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов

Часть II

ТЕХНОЛОГИЯ  РЕМОНТА 

Учебное пособие

г. Краснотурьинск

2004 г.

УДК 621.418

РЕЦЕНЗЕНТ:   канд. техн. наук  К. Ф. Отт  

Автор: Ю. Ф. Федяков  

 Ремонт турбомашин и оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов.

Часть II.  ТЕХНОЛОГИЯ  РЕМОНТА. Учебное пособие

ISBN 5-321-00340-8

Рассмотрены основные организации производства и технологии ремонта оборудования компрессорных станций. Освещена приемка агрегата в ремонт от эксплуатирующей организации. Рассмотрены вопросы подготовки производства, технологии дефектовки и ремонта основного и вспомогательного оборудования, их испытания и сдачи в эксплуатацию, приведены технические характеристики применяемого оборудования и оснастки. В части технологии ведения ремонтных работ указаны только общие принципы, так как она изменяется в зависимости от конкретных условий и конструктивных особенностей оборудования, указаний заводов – изготовителей, наличия средств механизации, оснащения ремонтных баз, сроков производства и многих других факторов.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся  по специальности 101400 – Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели, а также других энергомашиностроительных специальностей вузов и может быть полезно специалистам газотранспортных и ремонтных предприятий.

Библиогр.: 20 назв., Рис.67.

Подготовлено кафедрой «Оборудование и эксплуатация газопроводов».

ГОУ УГТУ-УПИ

Краснотурьинский филиал, 2004

ТЕХНОЛОГИЯ  РЕМОНТА                                                     турбомашин и оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов

1. Введение

1.1 Общие положения

В процессе эксплуатации газоперекачивающих агрегатов (ГПА) увеличивается износ сопрягаемых деталей и узлов, ухудшается техническое состояние машин, появляются неисправности и отказы. Для поддержания необходимого уровня технического состояния и технико-экономических характеристик ГПА необходимо их периодически ремонтировать.

На безотказную работу ГПА большое влияние оказывает система их технического обслуживания и профилактического ремонта. Рационально организованное профилактическое обслуживание способствует уменьшению количества отказов и увеличивает долговечность ГПА. Комплекс мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту ГПА можно условно разделить на профилактические работы, связанные в основном с предупреждением отказов (ревизии, средний и капитальный ремонт), и работы по устранению внезапных отказов (аварийный ремонт).

Основной целью профилактических мероприятий является предупреждение износа деталей агрегата, сохранение технических характеристик в пределах установленных допусков и обеспечение безотказной работы ГПА в межремонтные сроки. Профилактические работы могут производиться по достижении определенной наработки, по достижении установленных календарных сроков, по обоим показателям. При выборе оптимальных режимов профилактики весьма важной задачей является определение оптимальной периодичности ремонта отдельных деталей и узлов в общем оптимальном режиме обслуживания ГПА в целом. Для газоперекачивающих агрегатов критерий оптимального режима профилактики определяется из условия достижения максимальной надежности работы узлов и деталей в межпрофилактический период при минимальных трудозатратах на выполнение профилактических работ и устранение отказов.

Специализированное ремонтное предприятие должно быть заинтересовано в постоянном повышении технического уровня ГПА. При этом возможно экономическое стимулирование со стороны заказчика за улучшение технико-экономических показателей работы отремонтированного и модернизированного оборудования. При улучшении показателей отремонтиро-ванного агрегата по сравнению с данными акта приемки предыдущего капитального ремонта заказчик перечисляет ремонтному предприятию в поощрительный фонд до 10% от суммы получаемой условно-годовой экономии. При выдаче ремонтным предприятием гарантий, обеспечивающих удлинение межремонтного пробега, сумма отчислений в его поощрительный фонд удваивается. Ремонтное предприятие несет штрафные санкции при невыполнении своих обязательств в тех же размерах.

В настоящее время ремонтное обслуживание ГПА осуществляется преимущественно постоянными ремонтными участками, а иногда и выездными бригадами, выполняющими непосредственно на КС все ремонтные операции при любом виде ремонта. Аварии и повреждения, с которыми встречаются ремонтники, являются следствием конструктивных, технологических и эксплуатационных дефектов.

Конструктивные дефекты возникают из-за неудачного выбора конструкции или материала, отступлений, допущенных при проектировании узлов ГПА.

Технологические дефекты — это следствие отклонений от установленной технологии изготовления и сборки узлов и деталей ГПА. К ним относятся отступления от рабочих размеров при изготовлении деталей, непредусмотренная замена материалов, нарушения режимов термообработки, перезаливки вкладышей подшипников, балансировки роторов и т. д.

Эксплуатационные дефекты возникают вследствие нарушения порядка, установленного инструкциями заводов-изготовителей оборудования по эксплуатации и ремонтно-техническому обслуживанию оборудованию. К таким дефектам можно отнести, например, аварийные разрушения узлов ГПА при нарушении инструкции по пуску турбоустановки, повреждение шеек роторов и элементов гидродинамического регулирования при работе агрегата на грязном, обводненном масле.

Ремонтные работы выполняются ремонтным персоналом с помощью универсального слесарного инструмента и ручных приспособлений; при необходимости используется имеющееся в наличии металлорежущее оборудование КС и РММ.

Весь объем ремонтных работ можно условно разделить на два этапа.

1. Типовой капитальный (средний) ремонт — это обязательные операции по разборке, чистке, мойке, дефектовке узлов и деталей и устранению дефектов.

2. Специальные ремонтные работы — это работы, не предусмотренные при производстве капитального ремонта по типовой номенклатуре, а также работы по замене отдельных узлов основного и вспомогательного оборудования при узловом методе ремонта.

Объемы ремонтных работ по типовой номенклатуре и специальных ремонтных работ, а также их стоимость определяются Прейскурантом № 26-05-28. Часть I. Газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводом.

Трудозатраты на типовой капитальный ремонт при современном способе его ведения регламентированы справочником ЦНИИСгазпрома «Нормы времени на ремонт центробежных нагнетателей газа с приводом от газотурбинных установок, электродвигателей и вспомогательного оборудования» и составляют в среднем в зависимости от типа агрегата 1700—2000 чел.-ч. Как показывает опыт, трудозатраты на выполнение специальных ремонтных работ составляют в среднем 180—200% объема типовых ремонтных работ. Эти трудозатраты увеличиваются по мере наработки агрегатом общего количества машино-часов.

Ремонтные операции являются трудоемкими, требуют применения универсального слесарного инструмента, нередко выполняются вручную. В условиях компрессорного цеха механизация их представляет определенные трудности. Практически невыполнимой в условиях КС является такая важная операция, как контроль соосности шеек роторов и исправление этого дефекта. Опыт эксплуатации ГТУ показал, что такие дефекты на роторах имеются и могут быть исправлены только в специальной мастерской.

Таким образом, возрастающий объем ремонтных работ, увеличение доли специальных ремонтных работ по мере наработки машино-часов, общая тенденция к потере мощности по мере старения оборудования заставляют искать новые пути повышения эффективности ремонтных работ.

Одним из этих путей является внедрение агрегатно-узлового метода ремонта, сущность которого заключается в своевременной замене ремонтного узла или целиком агрегата, подлежащего ремонту, на однотипный, заранее отремонтированный. Внедрение агрегатно-узлового метода ремонта является качественно новым шагом в организации и повышении эффективности ремонтных работ и обладает следующими преимуществами:

— метод сокращает простой оборудования в ремонте, продолжительность ремонта сокращается в несколько раз против обычной благодаря отделению собственно ремонтных работ от разборочных и сборочных;

— выполнение операций по восстановлению деталей и ремонту отдельных узлов не вызывает простоев оборудования;

— создаются условия для рационального разделения труда между исполнителями ремонтных работ;

— обеспечивается постоянство рабочих мест ремонтников и наиболее удобное их размещение;

— обеспечивается постоянная и более полная загрузка оборудования ремонтных баз;

— повышается качество ремонтных работ и снижается их себестоимость.

Наличие стационарной ремонтной базы, оснащенной высокопроизво-дительными станками и имеющей квалифицированных специалистов, может обеспечить выполнение следующих важных операций:

— механизированные разборку и сборку, промывку и шабровку поступающих на ремонт узлов и деталей;

— комплексную дефектацию деталей с применением рентгено- и гаммаграфии, магнитного, люминесцентного, ультразвукового, оптического и токовихревого контроля и цветной дефектоскопии;

— восстановление и повышение долговечности деталей современными методами (плазменное напыление, электролитический и химико-термический способ и т. п.);

— применение современных методов чистовой обработки восстанавливаемых деталей, повышающих качество и эффективность ремонта.

Применение перечисленных операций позволяет более точно восстанавливать геометрические характеристики изношенных поверхностей и минимально допустимые зазоры, что в свою очередь повышает износостойкость узлов.

Перенос основных операций по восстановлению и подгонке изношенных деталей и узлов на оснащенную ремонтную базу сводит ремонт в условиях КС к выполнению простых сборочно-разборочных операций.

Однако внедрение метода узлового ремонта требует хорошо продуманной тщательной подготовки. Необходимо, в частности, подготовить на все сборочные единицы, намеченные к изготовлению или ремонту, чертежи и другую технологическую документацию. При этом надо разработать технологические процессы ремонта, изготовления и проверки сборочных единиц, определить исполнителей, установить сроки работ и т. д. Непременным условием узлового ремонта является проверенная на практике взаимозаменяемость узлов и деталей однотипных ГПА.

Очень большое значение имеют правильное планирование производства новых и восстановление изношенных узлов и деталей, а также регулярное, в соответствии с действительной потребностью, пополнение задела запасных сборочных единиц и деталей. При этом должны учитываться нормативные сроки службы различных частей оборудования и нормативы неснижаемого запаса деталей.

В настоящее время метод узлового ремонта получил широкое распространение в некоторых ремонтных предприятиях газотранспортных предприятий в виде кустовых ремонтных баз, на которых выполняется по узловому методу ремонт роторов турбин, роторов центробежных нагнетателей, роторов турбодетандеров, турбокомпрессоров, газогенераторов «Эйвон», различных маслонасосов, маслоохладителей, узлов регулирования, запорной арматуры и прочего оборудования.

Опыт работы таких опорных ремонтных пунктов показал, что кроме мастерской, оснащенной необходимым станочным оборудованием, они должны располагать складами для содержания обменного фонда узлов, деталей и запасных частей, обеспечены транспортной схемой и автотранспортом для доставки комплектов отремонтированных узлов на КС. Кроме того, на опорных пунктах целесообразно иметь специальную аварийную бригаду для оперативной ликвидации возможных аварийных ситуаций с ГПА в зоне действия опорного ремонтного пункта.

Таким образом, индустриализация ремонтных работ, узловой метод ремонта с обязательным переносом большинства ответственных операций на кустовую ремонтную базу позволяют повысить производительность труда и резко сократить сроки простоя ГПА в ремонте.

1.2 Подготовка агрегата к ремонту

Ремонт ГПА - это технически сложный и трудоемкий процесс, выполняемый с использованием грузоподъемных механизмов, пневмо- и электроинструмента, газо- и электросварки, специальных приспособлений и механизмов.

То, что процесс ремонта производится в действующем цехе, где работают другие ГПА, а трубопроводы находятся под давлением газа, масла, воды и воздуха, предъявляет повышенные требования к организационно-техническим мероприятиям по подготовке агрегата к ремонту с целью создать безопасные условия труда для ремонтного персонала.

Вывод агрегата в плановый ремонт должен производиться персоналом ЛПУ МГ по утвержденному в установленном порядке плану-графику капитальных и средних ремонтов и с разрешения ЦПДС газотранспортного предприятия.

При аварийных остановках, связанных с разрушением базовых узлов и деталей, агрегат должен выводиться не в плановый, а в аварийно-восстановительный ремонт.

Время начала планового ремонта агрегата должно быть сообщено ремонтной организации за 15 дней до начала работы. Вывод агрегата в аварийно-восстановительный ремонт при отсутствии резерва, с разрешения ЦПДС газотранспортного предприятия, производится незамедлительно в любое время суток с последующим разбором причин и выявлением виновных в установленном порядке.

Подготовка агрегата к капитальному ремонту производится в следующем порядке.

1. До остановки ГТУ в ремонт ремонтный персонал (инженер по ремонту) обязан детально изучить техническую документацию по эксплуатации, дефектную ведомость, перечень запланированных к внедрению технических мероприятий и информационных писем заводов-изготовителей.

2. Осмотреть и проверить работу центробежного нагнетателя, турбины и вспомогательного оборудования на различных режимах, под нагрузкой, при пуске и остановке. Измерить поперечную и вертикальную вибрацию всех подшипников и осевую на переднем подшипнике компрессора. Проверить работу систем регулирования и защиты, давление, развиваемое насосами, измерить эффективную мощность. Зафиксировать рабочие параметры установки при полной нагрузке с указанием температуры: подшипников, масла (до и после маслоохладителей), температуры охлаждающей жидкости на входе и выходе — промежуточного теплоносителя.

3. Проверить тепловые расширения корпусов и состояние пружинных опор.

4. Проверить и измерить температуру корпуса турбины по всем точкам, указанным в формуляре паспорта машины. Подсчитать температурный коэффициент:

K = (tM—t0) / (t1 —t0 ),

где t1 — температура газа за камерой сгорания; t0 — температура окружающего воздуха в цехе; tм — температура металла корпуса турбины. Полученные данные сравниваются с формулярными по паспорту машины.

5. Выявить места перегрева наружного корпуса переходного патрубка от камеры сгорания к турбине (у ГТУ, имеющих переходной патрубок).

6. Прослушать агрегат на наличие задеваний проточной части в процессе работы и остановки, работу зубчатой передачи редуктора на плавность, шум, стук, скрежет в зацеплении; сделать соответствующие записи в журнал по ремонту. Записать время выбега роторов.

7. Проверить по щупу (0,03 мм) прилегание опорных лап турбогруппы.

8. Проверить свободу перемещения всех дистанционных шайб турбогруппы.

9. Проверить плотность задвижек, фланцевых соединений трубопроводов, отсутствие утечек масла, воздуха и т. п.

10. Подготовить такелажные приспособления, инструмент, оснастку, средства малой механизации, монтажную площадку и рабочее место, материалы и запасные части. Ремонтная площадка, инструмент и приспособления подготавливаются согласно проекту организации рабочего места с планом размещения узлов и деталей.

11. Проверить наличие на рабочих местах и исправность постоянных разводок сжатого воздуха, воды, электропроводки для сварочных работ и низковольтного освещения.

12. Подготовить материалы и запасные части, необходимые для производства ремонта согласно спецификации, составленной руководителем ремонта.

13. Соорудить необходимые леса и подмости.

14. Проверить документацию об испытаниях и допуске к эксплуатации грузоподъемных механизмов.

15. Проверить и убедиться в наличии и исправности средств пожаро-тушения.

16. Проверить и убедиться в исправности постоянных лестниц, площадок и перекрытий. При обнаружении неисправностей исправить их.

17. Проинструктировать рабочих, ознакомить с планом предстоящих работ, с местом и ролью каждого в этой работе, методами работы и принятой организацией труда, с мероприятиями по технике безопасности и охране труда.

18. На основе упомянутых работ ремонтный персонал совместно с эксплуатационным составляют предварительную ведомость объема работ по ремонту ГТУ, которая должна содержать перечень всех намечаемых работ по ревизии и ремонту как основного, так и вспомогательного оборудования, а также технологический график капитального ремонта.

Уточненный календарный график на ремонт, с учетом дополнительного объема работ, составляется после вскрытия и дефектации агрегата. Он должен предусматривать время (2—3 дня), необходимое для наладки системы контроля и автоматического управления агрегатом и комплексного опробования агрегата и его систем после ремонта.

При составлении предварительной дефектной ведомости используется следующая документация: журнал технической документации по производству ремонта ГПА или формуляры технического состояния агрегата после предшествующего ремонта (монтажа); данные предварительной дефектации агрегата и предремонтного осмотра агрегата; перечень типовых работ ППР; требования пожарной охраны, Госгортехнадзора и техники безопасности; информационных писем заводов-изготовителей; перечень мероприятий, утвержденный ОАО «Газпром», по повышению надежности и экономичности ГПА. Предварительная дефектная ведомость должна содержать перечень предполагаемых работ по агрегату с указанием норм расхода материалов и количества запасных частей, необходимых для ремонта.

19. Отобрать пробы масла из маслобака и маслоохладителей и выяснить необходимость сепарации или замены масла.

Снятие обшивки и разборка турбоагрегата разрешаются только после его остывания (примерно через 30÷36 ч после остановки турбоагрегата).

После остановки агрегата жалюзи воздухозаборной камеры должны быть закрыты для исключения циркуляции холодного воздуха внутри машины, кроме этого необходимо снять силовое и оперативное напряжение на щитах управления, отключить агрегат по газу и воде.

Для предупреждения случайного открытия запорной арматуры, за которой остается рабочее давление, на кранах, задвижках, вентилях устанавливаются блокирующие устройства с замками, вывешиваются плакаты «Не открывать — работают люди». С пневмоприводов кранов снимаются шланги, а на их штуцера ставятся заглушки. Импульсный газ отключается.

Если по условиям техники безопасности отключение задвижкой или вентилем недостаточно, то после них устанавливаются на трубопроводе надежные заглушки. На местных щитах управления ГТУ и на силовых электрощитах ремонтируемого агрегата, на автоматах и кнопках управления вывешиваются предупредительные плакаты «Не включать — работают люди», «Не включать — турбина в ремонте».

Проведение всех мероприятий по выводу агрегата в ремонт проверяется представителями эксплуатационной и ремонтной организаций, о чем составляется соответствующий акт.

Вскрытие агрегата проводят после подписания акта о его сдаче в ремонт. К акту сдачи прилагается ведомость технических показателей, ремонтные формуляры, предварительная ведомость дефектов. Основные требования к ремонтным работам сводятся к следующему:

- соблюдение установленной технологии ремонта;

- устранение выявленных дефектов;

- ведение работ в строгом соответствии с календарным графиком;

- сдача эксплуатационному персоналу отремонтированных деталей и узлов.

1.3. Обеспечение сменными деталями и материалами

Сменные детали и материалы для плановых ремонтов ГПА поставляются в соответствии с заявками ГТП, составленными по утвержденным «Нормам расхода материалов и запасных частей на эксплуатационные и капитальные ремонты ГТУ» или по аналогии с утвержденными нормами (в пределах выделенных средств). Ответственность за обеспечение плановых и аварийных ремонтов ГПА запасными частями и материалами несут соответствующие службы эксплуатационных предприятий. Запасные части хранятся на центральных складах, кустовых базах и складах КС.

Для уменьшения сроков вынужденного простоя при проведении аварийных ремонтов эксплуатационные предприятия должны иметь неснижаемый неприкосновенный запас деталей на случай аварии. Перечень неприкосновенного запаса согласовывается и утверждается  ОАО «Газпром». Длительное хранение запасных частей и узлов на складах обеспечивается в соответствии с требованиями Инструкции о порядке хранения, консервации и упаковки оборудования. Сменные детали и материалы из неприкосновенного запаса расходуются на аварийные ремонты только с разрешения Газпрома. После их использования неприкосновенный запас должен быть восстановлен. Узлы и детали из неприкосновенного запаса не должны использоваться на плановые ремонты.

1.  Обязанности эксплуатационного и ремонтного персонала при ремонте ГПА

Все работы по ремонту газотурбинного агрегата производятся по технологии, разработанной на основании положения о ППР и рекомендаций завода-изготовителя. Конструктивные изменения, связанные с модернизацией основного оборудования, и изменения технологических и принципиальных схем агрегата во время ремонта должны производиться только по проекту, согласованному с Оргэнергогазом и заводом-изготовителем. В процессе ремонта агрегата начальник ГКС или назначенный им ИТР производит приемку из ремонта отдельных отремонтированных узлов и вспомогательных механизмов с оформлением соответствующих актов и формуляров.

При отправлении на завод-изготовитель или ремонтное предприятие деталей, узлов агрегата для восстановительного ремонта, с целью предупреждения поломок и коррозии во время транспортировки, необходимо выполнять требования Инструкции о порядке хранения, консервации и упаковки оборудования. На отправляемые узлы и детали составляется дефектная ведомость и заказ на ремонт.

Аварийный ремонт агрегата проводится ремонтной бригадой компрессорного цеха и ремонтной организацией. С целью ускорения ввода аварийного агрегата в эксплуатацию организуется двух- или трехсменная работа. Непосредственное руководство аварийным ремонтом возглавляет начальник или главный инженер ЛПУМГ.

1.5. Приемка агрегата из ремонта.

Вывод агрегата из ремонта и приемку его в эксплуатацию производит комиссия в соответствии с положением о ППР и Положением о порядке вывода агрегата в ремонт и приемки его из ремонта. При приемке агрегата из ремонта должно быть проверено выполнение предусмотренных уточненной дефектной ведомостью работ, а также внешнее состояние агрегата (теплоизоляция, чистота, покраска и т. п.).

Проверяется работа и действие систем смазки и регулирования агрегата, производится необходимая настройка согласно инструкции завода-изготовителя и проверка срабатывания предупредительной сигнализации и аварийных защит. Проверяется установка дистанционных шайб и указателей теплового расширения. После этого представителем заказчика в присутствии представителя! ремонтной организации производится пуск турбоустановки. Работа агрегата проверяется под нагрузкой непрерывно в течение 24 ч. Особое внимание при проверке качества ремонта должно уделяться:

— системе маслоснабжения агрегата;

— узлам системы регулирования и их взаимодействию;

— механическим задеваниям в узлах, в уплотнениях и в проточных частях машины;

— уровню вибрации узлов агрегата;

— равномерному тепловому расширению корпусов;

— работе подшипников;

— зубчатым соединениям;

— наличию утечек воздуха, продуктов сгорания и масла.

После обкатки машины при, отсутствии дефектов проводится ее приемка в эксплуатационном режиме. В процессе приемки утверждается техническая ремонтная документация.

1. Ведомость дефектов,  выявленных в  межремонтный  период.

2. Ведомость технических показателей работы агрегата до и после ремонта.

3. Акт приемки ГПА из эксплуатации в ремонт.

4. Ведомость дефектов оборудования и выполненных работ.

5. Акт опрессовки регенераторов три капитальном ремонте ГТУ.

6. Акт гидравлического испытания маслоохладителей ГТУ.

7. Акт испытания на плотность запорной арматуры систем топливного и пускового газа.

8. Акты на контроль лопаток агрегата.

9. Ведомость измерений частот собственных колебаний рабочих лопаток осевого компрессора.

10. Акт контроля эрозионного износа лопаток осевого компрессора.

11. Акт осмотра дисков ГТУ.

12. Акт проверки опор и стяжек трубопроводов ГТУ.

13. Акт опрессовки  маслосистем смазки  ГТУ после ремонта.

14. Акт опрессовки уплотнителей втулки нагнетателя.

15. Акт опрессовки блока стопорного и регулирующего клапанов.

16. Акт на закрытие компрессора.

17. Акт проверки всасывающего тракта нагнетателя и закрытия нагнетателя.

18. Акт опрессовки нагнетателя.

19. Акт на закрытие турбоблока.

20. Акт проведения   анализа   масла   ГТУ до и после ремонта.

21. Акт проверки работы системы воздушного охлаждения.

22. Акт гидравлического испытания запорной отключающей арматуры водяной системы охлаждения.

23. Акт на ревизию и закрытие камеры сгорания.

24. Акт приемки из ремонта газотурбинного агрегата.

25. Акт опробования автоматики и защиты агрегата.

26. Ведомость материалов, израсходованных при ремонте.

27. Ведомость запасных частей, израсходованных при ремонте.

28. Календарный или сетевой график ремонта.

29. Формуляры технического состояния ГТУ до и после ремонта, включающие документацию на: проточную часть турбокомпрессора, проточную часть турбин высокого (ТВД) и низкого (ТНД) давления, подшипники ТВД и ТНД, турбодетандер пусковой, редуктор, насосы масляные, положение роторов по расточкам, проверку системы охлаждения, датчик тахометра, контроль изменения размеров дисков, контроль температуры корпуса, нагнетатель, систему регулирования и защиты, тепловые расширения, а также карту динамической балансировки на станке.

На основании Временного положения об оценке качества ремонта газоперекачивающих агрегатов [1980 г.] производится оценка качества ремонта агрегата. После окончания всех работ подписывается акт о приемке ГТУ из ремонта и агрегат считается принятым в эксплуатацию.

Документация по ремонту составляется подрядной организацией в двух экземплярах, один из которых должен храниться в компрессорном цехе. Ремонтная организация несет ответственность за дефекты ремонта в течение гарантийной наработки (700 машино-часов), при условии соблюдения эксплуатационным персоналом Правил технической эксплуатации цехов с газотурбинным приводом и инструкции по эксплуатации агрегата завода-изготовителя.

Степень ответственности ремонтной организации, персонала ГКС или завода-изготовителя за возникшие неисправности в течение гарантийного периода устанавливается комиссией, принимавшей агрегат из ремонта в эксплуатацию, и оформляется актом.

2. Разборка ГПА и определение технического состояния узлов и деталей

2.1 Очистка и промывка деталей ГТУ

Причины и характер загрязнений деталей и узлов

На наружной поверхности деталей ГТУ имеются разнообразные эксплуатационные загрязнения, в частности углеродистые (сажа, нагар, кокс), коррозионные, жировые и др. Сажа, нагар и кокс откладываются в камере сгорания и на деталях проточной части при неполном сгорании топлива вследствие некачественного его распыливания рабочими форсунками. В результате сложных химических преобразований топлива, а иногда и масла, попадающего в проточную часть, нагар и кокс образуют на деталях трудно удаляемые отложения толщиной до нескольких миллиметров

Под воздействием различных конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов детали ГТУ подвергаются электрохимической или химической коррозии — атмосферной, газовой, щелевой, контактной и др. При неблагоприятных условиях эксплуатации (работа при высоких температурах газа, при плохом смешении топлива) на жаровых трубах ГТУ и лопатках турбинной проточной части может возникать окалина — продукт окисления поверхностных слоев металла деталей. Жировые отложения (животные и растительные жиры, машинные масла и смазки) попадают на детали и узлы ГТУ в эксплуатации, при хранении и транспортировке.

В процессе ремонта детали и узлы подвергаются загрязнению частицами металла (после механической обработки, сварки, пайки), а также смазочно-охлаждающими жидкостями

В эксплуатации наличие отложений на деталях и узлах приводит к увеличению местной шероховатости, возрастанию аэро- и гидродинамических потерь, к закупорке систем, ухудшению теплопередачи, изменению посадки деталей и другим нежелательным последствиям. Кроме того, наличие отложений не позволяет качественно провести дефектацию и восстановление узлов и деталей при ремонте, особенно если требуется нанести на поверхности специальные и защитные покрытия. Не удаленные с деталей механические частицы могут вызвать аварии ГТУ после ремонта

По указанным выше причинам узлы и детали ГТУ следует тщательно очищать и промывать в процессе ремонта — перед дефектацией, ремонтом, сборкой и консервацией.

Классификация  способов очистки и   область   их  применения

Выбор способов и средств очистки деталей и узлов ГТУ зависит от вида отложения и его физической природы, от массы, габаритов и материалов узла или детали и от сложности их конфигураций. Выбранный способ должен быть возможно более простым, эффективным и вместе с тем высокопроизводительным, не связанным с опасностью повреждения материала детали, а также экономичным, безопасным для персонала и непожароопасным.

В табл. 2.1 приведены классификация и области применения используемых и перспективных способов очистки деталей и узлов ГТУ при подготовке к ремонту

Таблица 2 1

Способы очистки деталей и узлов ГТУ

Вид очистки	Способ очистки	Вид удаляемого загрязнения	Оборудование и  инструменты	Основные материалы	Область  применения
М Е Х А Н И Ч Е С К А Я	Ручная	Сварочные        шлаки, окалина, продукты    коррозии, нагар, лакокрасочные покрытия	Скребки,  шаберы, напиль-ники, притупленное зубило,       металлические щетки,    молоток,    щетки из синтетических материалов	Шлифовальная   бума- га зернистостью 120 — 500 паста   ГОИ,  «Неда»	Детали с развитой по- верхностью,         сложной конфигурации,     сварные швы    небольшой    протя- женности (корпусные уз- лы и детали)
	Механизирован- ная	То же	Электродрель, пневмо- дрель, ручные      машины для шлифования, полиро- вания и крацевания. Крацевальные,      шлифо- вальные,    полировальные станки	Абразивные         круги для шлифования и поли- рования,       циркулярные щетки,         крацевальные круги То же	Детали с развитой по- верхностью          большой протяженности Малогабаритные     де- тали сложного    профиля
	Косточковая	Продукты    коррозии, нагара, сварочные    шлаки	Установка     (см.   рис. 2.5)	Косточковая крошка	Детали газовоздушно- го тракта
	Гидроабразивная	Продукты     коррозии, окалина,   нагар,    свароч- ные шлаки, эмалевые по- крытия	Установка для гидроабразивной очистки	Кварцевый песок, окись алюминия	Детали из сталей     и сплавов,   не    подвергаю- щиеся         последующей сварке
	Гидровибрацион-ная	Продукты     коррозии, лакокрасочные покрытия, нагар	Установка для гидроабразивной очистки	Растворы      моющих средств, кварцевый песок, фарфоровая  крошка, ме- таллическая дробь	Детали со сложной конфигурацией
	Прокачка  горя- чим маслом	Механические   загряз- нения	Установка для прокачки маслом	Масло турбинное, трансформаторное  и   др.	Трубопроводы, корпуса агрегатов, картеры
Вид очистки	Способ очистки	Вид  удаляемого загрязнения	Оборудование и  инструменты	Основные материалы	Область  применения
Тер мо ме ха ни че ск ая	Обжиг	Нагар, лакокрасочные покрытия	Печи     сопротивления, паяльные лампы, устано- вки  сжатого  воздуха		Детали газового трак- та
	Обработка расплавами солей	Нагар,         сварочные шлаки, лакокрасочные покрытия	Ванна   с   расплавом   со- лей	NaOH -65% NaNO3 - 30% NaCl -5%	Детали газового тракта
Х И М И Ч Е С К А Я	Очистка в органических растворителях	Масляные,    жировые, механические,   смолистые загрязнения Полировочные  и про- тирочные пасты	Ванны, поддоны,    во- лосяные щетки, ерши Установки для струйной промывки,   поддоны, шприцы, волосяные щетки Установки для  прокачки растворителя Установка	Бензин Б-70, керосин. трихлорэтилен Тетрахлорэтилен,    че- тыреххлористый  углерод дихлорэтилен Дихлорэтан Трихлорэтилен	Мелкие,  малогабарит- ные  детали  и  трубопро- воды Средние и   малогаба- ритные детали Трубопроводы Мелкие   и    малогаба- ритные детали
	Очистка в водных щелоч- ных растворах	Масляные, жировые загрязнения	Волосяные щетки, ерши	Венская известь	Мелкие и    малогабаритные     детали     перед гальвани-ческим   покрытием

Продолжение табл. 2.1

Вид Очис тки	Способ очистки	Вид удаляемого загрязнения	Оборудование и  инструменты	Основные материалы	Область применения
Хи ми че ск ая	Очистка в водных щелочных растворах Очистка в водных кислот- ных растворах (травление)	Масляные,      жировые загрязнения, нагары Продукты     коррозии, сварочные шлаки,    окис- ные пленки	Ванны Ванны	Состав  щелочных ра- створов,  жирные    кисло- ты,  мыло, клей, желати- на,         пенообразователи ОП-7, ОП-10 Серная кислота, соля- ная кислота, азотная ки- слота,  фосфорная кисло- та, специальные  пасты	Мелкие и среднегаба- ритные детали Мелкие  и среднегаба- ритные     детали     после сварки и перед гальвано- покрытиями
Эл ек тро хи ми че ск ая	Обезжиривание в  электролити - ческой ванне Анодно-ще- лочная  обра- ботка Электрохими- ческое травле- ние в ванне	Масляные и жировые загрязнения Продукты нагара Пленки   окислов      на стальных   деталях	Ванна гальваническая	Составы        щелочных растворов То же Серная кислота, со- ляная кислота	Мелкие и среднегаба- ритные детали Лопатки турбин То же
Спец. Виды очи- стки	Очистка пульсирующей жидкостью Очистка с помощью ультразвука	Внутренние   отложе- ния на трубах, в каналах деталей Масляные загрязнения, полировальные пасты	Установка   для   очистки   пульсирующей   жидкостью    (см.    рис.   2.6) агрегаты УЗА-10, УЗА-6- ультразвуковые    ванны УЗВ-15,      УЗВ-16     (см рис. 2.7)	Травильный раствор	Внутренние      каналы деталей; трубопроводы Детали со      сложной конфигурацией

Механические способы очистки

Ручная очистка — наиболее простой, но и наименее производительный способ. Для деталей и узлов больших размеров (например, корпусов компрессоров турбин), со сложной конфигурацией, а также при небольших площадях загрязнения она может сказаться целесообразной.

К механизированным способам очистки относят крацевание, шлифование и полирование.

Для снятия твердых отложений типа нагара, накипи можно применять нагнетательный и инжекторный аппараты для очистки косточковой крошкой (рис. 2.1). Косточковая крошка, подаваемая струей сжатого до 0,3—0,5 МПа воздуха, приобретает кинетическую энергию и направляется на обрабатываемую поверхность. Частицы крошки острыми гранями сцарапывают и сдирают отложения. Этот способ обеспечивает высокую производительность и качество очистки, причем поверхность детали не разрушается. Недостатком способа является трудность очистки деталей сложной конфигурации и удаления остатков крошки.

Рис. 2.1. Аппараты для очистки деталей ГТУ косточковой крошкой:

а — нагнетательный; б — инжекторный 1 - трубопровод подвода сжатого воздуха, 2-бункер для крошки; 3-заслонка, 4-сопло

Весьма эффективно очищаются детали от нагара, продуктов коррозии и лакокрасочных покрытий в гидроабразивных установках, где поверхность детали подвергается динамическому воздействию струи суспензии из воды и абразивных материалов (кварцевого песка и др.). Недостаток способа — опасность повреждения поверхностей деталей абразивными частицами (в виде царапин), поэтому применяют его для деталей из легированных сталей и жаропрочных сплавов с высокой твердостью.

Для удаления таких же загрязнений с деталей сложной конфигурации в некоторых случаях применяют гидровибрационные установки, в которых рабочей  средой   являются  растворы моющих средств вместе с абразивной или фарфоровой крошкой, металлической дробью, иголками и т. п.

Для очистки внутренних поверхностей каналов и полостей корпусных деталей агрегатов и трубопроводов от наносов используют промывку горячим маслом. Смесь трансформаторного масла (75—80%) и авиационного масла 20 (20—25%) или чистое трансформаторное масло подогревается до 80° С и прокачивается через трубопроводы и полости при давлении

-0,7 МПа. Размягченные под действием повышенной температуры смолистые и другие отложения становятся более пластичными, их связь с металлической поверхностью ослабляется и в виде отдельных частиц они уносятся с потоком масла.

Термохимические способы очистки

Термохимические способы очистки при ремонте ГТУ используют для снятия окалины и нагара с деталей из жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов, а также для удаления старых лакокрасочных покрытий. Так, для снятия нагара и коррозии детали и узлы горячего тракта ГТУ нагревают в муфельных печах или других нагревательных установках до температуры в несколько сотен градусов (не вызывающей, однако, изменения структуры материала). В процессе нагрева происходит дожигание основного составного элемента нагара — углерода до окиси (СО) и двуокиси (СО2) углерода. После нагрева деталь обдувают сухим холодным сжатым воздухом. Вследствие различия в коэффициентах линейного расширения основного материала и покрытия последнее разрушается и отделяется от поверхности детали.

Весьма перспективно удаление нагара и шлаков лакокрасочных покрытий в расплавах солей. По производительности и эффективности этот способ превосходит другие известные способы удаления нагара. В основу его положена обработка деталей в течение 2—10 мин в жидком расплаве, содержащем 65% едкого натра, 30% азотнокислого и 5% хлористого натрия при 380—420° С.

Химические способы очистки

Наибольшее распространение получили химические способы очистки. Они особенно эффективны для очистки деталей от тончайших жировых и окисных пленок, что не всегда достигается при других способах. Между тем без предварительного обезжиривания нельзя проводить такие важнейшие ремонтные операции, как дефектация, нанесение защитных и специальных покрытий, пайка и др. Жиры, как омыляемые (животные и растительные), так и неомыляемые  (минеральные масла), растворяются и удаляются только в процессе химической и электрохимической обработки в  растворах определенных составов.

Широко распространенным способом обезжиривания является обработка деталей органическими растворителями, сущность которой сводится к обычному процессу растворения жиров. Для этой цели применяют бензин, керосин, дизельное топливо, ацетон, трихлорэтилен, этиловый спирт и другие растворители.

 Обезжиривание легковоспламеняющимися растворителями производится ужением деталей в жидкости последовательно в двух-трех ваннах с одновременной очисткой поверхностей волосяными щетками. Обезжиривание негорючими растворителями производят погружением в жидкости, а также путем обработки аэрозолями или парами растворителя в специальных установках (камерах) закрытого типа.

Для обезжиривания деталей широко применяют щелочные растворы, которые совершенно безопасны в пожарном отношении, гораздо менее токсичны, чем наиболее эффективные органические растворители, а также имеют значительно более низкую стоимость. В большинстве случаев они обеспечивают высокое качество обезжиривания.

Обезжиривание в щелочных растворах сводится к омылению животных и растительных жиров и эмульгированию жиров различного происхождения.

Минеральные масла не омыляются щелочами, но могут при известных условиях давать с ними эмульсию и благодаря этому легко отделяться от поверхности металла. Процесс эмульгирования щелочным составом масляных пленок на металлической поверхности начинается с того, что сплошная пленка разрывается и собирается в отдельные капельки вследствие перераспределения сил поверхностного натяжения под действием щелочи. Однако для отрыва жировых капелек от поверхности металла наличие в растворе одной щелочи может оказаться недостаточным: разрыв масляной пленки, как правило, лишь облегчает обезжиривание. Необходимо присутствие в растворе поверхностно-активных веществ (эмульгаторов), а также движение слоев жидкости вследствие нагревания, перетекания или перемешивания раствора.

Эмульгаторы образуют на несмачиваемых водой (гидрофобных) поверхностях мелких капелек масла оболочки из адсорбированных молекул. Эти оболочки отличаются гидрофильностью, т. е. способностью смачиваться водой и удерживать в растворе во взвешенном состоянии капельки масла, препятствуя их прилипанию к очищаемой поверхности. В качестве эмульгаторов в обезжиривающие растворы добавляют жирные кислоты, мыло, жидкое стекло (mNa2O ∙ nSiO2), желатину, клей, различные белковые вещества, пенообразователи ОП-7, ОП-10 и др.

При обезжиривании употребляют, как правило, растворы малой и средней концентрации (< 100 г/л КОН), что уменьшает возможность образования на железе и других металлах толстых окисных пленок и улучшает процесс растворения мыла.

При повышении температуры раствора усиливается гидролиз щелочных солей и, следовательно, увеличивается щелочность раствора, ускоряются реакции омыления жиров, а за счет более интенсивной циркуляции раствора — и процесс эмульгирования масел. В связи с этим рекомендуется поддерживать температуру щелочных растворов в пределах от 70° С до кипения. После обезжиривания детали промывают сначала в горячей, а затем в холодной проточной воде до полного удаления остатков щелочей, а затем просушивают обдувкой воздухом или протиркой хлопчатобумажными салфетками.

К общим недостаткам щелочных растворов, применяемых для мойки деталей, следует отнести их корродирующее действие на отдельные металлы (алюминий, цинк, бронзу, медь), а также большую трудность очистки шероховатых поверхностей деталей по сравнению с очисткой этих поверхностей органическими растворителями.

Электрохимическая очистка и обезжиривание

При подготовке деталей к гальванопокрытиям в процессе ремонта часто применяют электрохимическое обезжиривание, для которого могут быть использованы те же растворы, что и для химического обезжиривания, только менее концентрированные.

При пропускании через водный раствор постоянного тока происходит электролиз воды с выделением кислорода на аноде и водорода на катоде. Если деталь служит катодом, на ней выделяется в два раза больше газа, чем в случае, когда она является анодом, поэтому и скорость обезжиривания в первом случае выше. Однако в практике часто наряду с катодным применяют анодное обезжиривание или комбинированную обработку: сначала на катоде, затем на аноде. Эффективность электрохимического обезжиривания в некоторых случаях во много раз превышает эффектиэность обычных способов очистки

Повышение температуры раствора при электрохимическом обезжиривании оказывает примерно такое же действие, как при химической обработке, хотя и в несколько меньшей степени. Большую роль при этом виде обезжиривания играет плотность тока: она должна быть такой, чтобы количество выделяюющихся пузырьков газа было достаточным и для механического отщепления капель масла, и для перемешивания раствора. Установлено, что чем выше плотность тока, тем быстрее идет процесс эмульгирования жиров. Обычно плотность тока при обезжиривании колеблется в пределах 3—10 А/дм2 при напряжении 3—12 В.

Анодно-щелочная обработка используется для очистки деталей от нагара, в частности, для удаления нагара с лопаток турбин. В этом случае, как и при химическом  способе  очистки,   нагар  только   разрыхляется, окончательно его удаляют механическим путем — промыванием струей воды, очисткой поверхности с помощью щеток и т. д.

Химическое и электрохимическое травление

Для очистки деталей от продуктов коррозии, сварочных шлаков, окисных пленок перед гальванопокрытиями и в других случаях широко используются водные растворы кислот. Обработка деталей водными растворами кислот и кислых солей (реже водными растворами щелочей) называется травлением. Травление, как и обезжиривание и удаление нагара, производится химическим и электрохимическим способами. Выбор способа зависит от природы металла, характера и толщины слоя покрывающих его окислов, вида обработки поверхности, а также от свойств применяемых кислот.

Для удаления окислов (ржавчины, окалины) с поверхности черных металлов применяют главным образом серную и соляную кислоты. Окиси железа плохо растворяются в кислотах, но в значительной мере помогает водород, выделяющийся при растворении железа. Водород восстанавливает окись железа до закиси или до чистого железа и оказывает механическое действие, отдирая нерастворенные, но уже достаточно разрыхленные слои окалины. Механическое действие выделяющихся пузырьков водорода на окалину объясняется тем, что они образуются на поверхности металла, и силы давления газа при росте пузырьков распирают, разламывают уже ослабленный разрыхлением слой окалины. Этому же способствует турбулизация раствора в месте выделения газовых пузырьков.

Для травления деталей используют также фосфорную, азотную и другие

кислоты.

Травление покрытой окислами поверхности стали в обычных растворах кислот сопровождается растворением металлического железа и выделением водорода, что приводит к потере металла и наводораживанию. Для уменьшения влияния побочных процессов на материал деталей в травильные растворы добавляют так называемые замедлители травления, или ингибиторы, в качестве которых используются органические и неорганические вещества искусственного или естественного происхождения: жиры, смолы, желатина, замедлители марок «Уникол», ПБ-3, ПБ-4, ПБ-5, КС, ЧМ и др.. Механизм действия этих ингибиторов состоит в том, что они адсорбируются на поверхности детали и затрудняют взаимодействие кислоты с металлом.

Стали, содержащие хром, устойчивы против действия серной кислоты и хорошо растворяются, как и их окислы, лишь в смеси соляной кислоты с другими кислотами. По этой же причине смеси кислот применяют для травления других легированных сталей и сплавов.

Травление   сталей  сопровождается   выделением   на их поверхности шлама - порошкообразного налета карбидов железа, которые не растворяются в соляной и серной кислотах. Этот шлам удаляется химическим путем, с использованием специальных растворов, один из которых имеет следующий состав, г/л:  хромовый ангидрид 70—90, серная кислота 20—40, хлористый натрий 1,0.

Шлам удаляют обработкой в растворе, имеющем температуру 18—25° С в течение 10—15 мин.

Электрохимическое травление, подобно электрохимическому обезжириванию, может производиться как на аноде, так и на катоде. Результат при электрохимическом травлении обычно достигается значительно быстрее, чем при химической обработке. Эффективность очистки зависит главным образом от рода и состояния окислов па поверхности очищаемого металла. Наилучшие результаты получаются при удалении пленок окислов, обладающих высокой пористостью, так как механическая работа выделяющихся пузырьков газа при отрыве пленки значительно облегчается.

Электрохимический метод травления особенно эффективен в тех случаях, когда применение химического метода невозможно или затруднено. Например, для химического травления нержавеющей стали необходимы сильнодействующие растворы азотной и соляной кислот, пары которых вредны для работающих. При электрохимическом же травлении нержавеющей стали можно пользоваться слабыми растворами кислот и солей.

В практике, преимущественно при очистке деталей, на которые в дальнейшем должны наноситься какие-либо покрытия, самым распространенным видом электрохимической очистки является анодное травление, обеспечивающее необходимую шероховатость поверхности. Однако этот вид обработки требует соблюдения всех условий технологии, в частности строго определенной продолжительности травления, так как при слишком длительной обработке поверхность может оказаться настолько сильно разъеденной, что деталь станет негодной.

Специальные способы очистки

За последнее время разработаны и внедряются способы, позволяющие интенсифицировать процесс очистки деталей от нагара, окислов и других прочных отложений: очистка пульсирующей жидкостью и очистка с помощью ультразвука.

Очистка пульсирующей жидкостью основана на том, что при увеличении скорости перемещения жидкости через внутренние каналы деталей и трубопроводов процесс механического отделения загрязнений значительно ускоряется. Обычные установки для промывки под давлением обеспечивают скорость прокачиваемой жидкости не более 10—15 м/с. Увеличение скорости до 50—60 м/с  повышает эффективность очистки, но при этом неизбежно возрастают мощность и габариты двигателя, приводящего в действие насос, что делает нецелесообразным применение таких установок.

Установка с пульсирующей подачей жидкости (рис. 2.2) позволяет получить необходимые скорости жидкости при малых мощностях двигателей насосных установок.

Рис. 2.2   Схема   установки для пульсирующей жидкости

1—насос; 2—бак; 3—поддон: 4—обрабатываемая деталь; 5—калиброванное отверстие; 6—игольчатый клапан: 7—пружина клапана; 8—воздушная подушка; 9—гидропневмоаккумулятор

Принцип действия установки заключается в следующем: Насос 1 постоянно подает рабочую жидкость (подогретое масло, керосин) специальную емкость — гидропневмо-аккумулятор, где она накапливается. На выходе из аккумулятора установлен игольчатый клапан 6 с поджимающей пружиной 7. Поступающая в аккумулятор жидкость сжимает воздушную подушку 8 и при достижении определенного давления открывает клапан. Порция жидкости вытекает через калиброванное отверстие 5 к промываемой детали 4, давление перед клапаном падает и он закрывается. Пройдя промываемую деталь, жидкость стекает в поддон 3 и бак 2, откуда вновь подаете насосом в аккумулятор. Такой способ применяют для очистки корпусов редукторов и агрегатов.

Ультразвуковая очистка состоит в обработке деталей в соответствующем растворе (обезжиривающем, травящем и т. д.) с одновременным воздействием на них ультразвукового поля. Для ультразвуковой очистки применяют специальные агрегаты типа УЗА, ультразвуковые ванны типа УЗВ и др. (рис. 2.3)

Рис. 2.3. Схема установки   для ультразвуковой очистки     деталей (ванна типа   УЗВ-15)

1—кожух    ванны с крышкой:  2—корпус ванны;    3—змеевик нагрева;    4— преобразователь;    5—коллектор слива с гидрокнопкой;   6—коллектор  подвода    воды    для    охлаждения;    7—слив раствора   из   ванньц   8—емкость   для раствора

Очищаемые детали помещают в ванну, заполненную жидкостью, и с помощью ультразвуковых генераторов возбуждают в жидкости колебания высокой частоты (16—400 кГц), что приводит к возникновению на поверхности деталей кавтационных явлений. В период разрежения происходят местные разрывы жидкости с образованием полостей (пузырьков), заполненных в той или иной мере парами жидкости и растворенными в ней газами. В период сжатия происходит захлопывание пузырьков, сопровождающееся гидравлическими ударами значительной силы, которые и приводят к разрыхлению и разрушению поверхностного слоя.

2.2. Определение технического состояния узлов и деталей ГТУ 

Категории технического состояния деталей и узлов

Под техническим состоянием детали понимают качество ее материала, сохранение ею размеров и геометрической формы, состояние рабочих и нерабочих поверхностей и их взаимное расположение. Эти параметры узла или детали рассматриваются в сопоставлении с техническими условиями на ремонт (изготовление), в которых содержатся требования к качеству данного параметра или его численному значению.   В технических условиях на ремонт указываются также допуски (допустимые отклонения) на размеры и другие параметры. Как правило, эти допуски не снижают надежности работы детали  (узла) являются дефектами.

Различают следующие пять категорий деталей и узлов подлежащего ремонту ГТУ:

- новые детали и узлы;

- детали и узлы, не нуждающиеся в ремонте и способные надежно работать до исчерпания ресурса ГТУ;

- детали и узлы, которые могут надежно работать, но с ограничением по ресурсу (их можно использовать для промежуточного ремонта или в качестве ремонтного фонда);

-детали и узлы, нуждающиеся в ремонте;

- детали и узлы с недопустимыми дефектами, ремонт которых невозможен или нецелесообразен.

Критерии для определения технического состояния узлов и деталей

Различают следующие основные критерии для определения предельно допустимого состояния узла и детали ГТУ: технический; прочностной, функциональный; критерий экономичности; производственно-экономический.

Технический критерий устанавливает для каждой детали (узла) предельный износ, с превышением которого наступает резкая интенсификация износа, нарушение кинематического взаимодействия деталей в узле, а в некоторых случаях — полное прекращение работы узла. Так, изменение натяга при посадке обоймы подшипника качения опоры ГТУ существенно влияет на его вибрационные характеристики, а значит, и на его работоспособность в целом.

Прочностной критерий устанавливает для детали (узла) предельные отклонения по размерам, форме, структуре и состоянию материала в поверхностном слое и по другим параметрам, при которых деталь (узел) способна работать оставшийся ресурс при расчетных нагрузках и обусловленных внешних воздействиях. Этот критерий, в частности, является основным для отбраковки рабочих лопаток турбин и компрессоров

Функциональный критерий регламентирует предельное состояние узла и детали по качеству выполняемых ими функций. Примером использования этого критерия может служить назначение предельного состояния для деталей узла системы гидродинамического регулирования типа втулка — золотник, где требуется определенная чувствительность.

По критерию экономичности устанавливают предельные зазоры между деталями и узлами, предельное (по шероховатости) состояние поверхности и т. д. из соображений приемлемой экономичности работы узла или ГТУ в целом (при этом утечки жидких или газообразных сред, потери на трение и другие параметры, влияющие на экономичность ГТУ, не должны превышать предельные значения).

Производственно-экономический критерий определяет назначение предельного состояния узла (детали) по величине затрат на выполнение ремонтных работ, по техническим возможностям ремонтной базы и т. п.

Для назначения предельного состояния любой детали (узла) могут быть использованы все названные критерии, однако практически в каждом конкретном случае (для каждой конкретной детали или узла) определяющим является один из них, а остальные (или часть их) могут быть использованы для корректировки и контроля правильности решения. Так, при назначении предельного состояния пера рабочей лопатки в качестве основного, очевидно, целесообразно выбрать прочностной критерий, в качестве дополнительного — критерий экономичности.

2.3. Виды дефектов и неразрушающий контроль ГПА 

В общем случае под понятием "дефект" принято понимать каждое несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией (ГОСТ 17102-71).

Дефекты подразделяются на явные и скрытые. Явные дефекты, как правило, обнаруживаются визуально, скрытые - с помощью специальных приборов.

Полное и тщательное проведение дефектоскопии узлов и деталей является первостепенной задачей ремонта. От качества и полноты ее выполнения зависит надежная работа ГПА в течение межремонтного периода. В результате дефектоскопии определяются характер и размер дефектов, что дает возможность после сравнения с техническими требованиями установить пригодность детали или узла к дальнейшему ее использованию, наметить способ ремонта.

Возникновение дефектов связано со следующими причинами.

1. Естественный "износ", происходящий, как правило, в период выработки установленного заводом-изготовителем ресурса работ деталей и узлов.

2. Конструктивный недостаток, являющийся результатом недостаточно полного учета при проектировании и изготовлении всех действующих в реальных условиях эксплуатационных факторов. Конструктивный недостаток проявляется главным образом в начальный период эксплуатации и устраняется путем изменения конструкции, материалов и технологии производства.

3. Нарушение или несовершенство технологии ремонтно-восстановленных работ.

4. Нарушение Правил технического обслуживания и эксплуатации, например: длительная работа на запрещенных оборотах при повышенной вибрации и температуре подшипников, на загрязненных масле, газе и цикловом воздухе, невыполнение регламентных работ в установленные сроки.

5. Нарушение правил транспортировки и хранения.

Дефектоскопия включает в себя следующие этапы: подготовка рабочего места, средств измерения и материалов; очистка поверхности дефектируемой детали; выявление и измерение дефектов.

При организации рабочего места для дефектоскопии необходимо выполнять следующие правила:

- роторы устанавливать на козлы с роликовыми опорами;

- лопатки, промвставки и другие малогабаритные детали раскладывать на чистую мешковину;

- обеспечивать свободный доступ ко всем деталям и узлам со всех сторон;

- обеспечивать возможность близкого и безопасного подключения приборов;

- устанавливать стол для приборов и ведения записей;

- приготавливать керосин, чистую ветошь, мел, наждачную бумагу, масло к началу работы на рабочем месте.

Дефектоскопию деталей в условиях КС и ремонтно-технических мастерских осуществляют методом неразрушающего контроля, т.е. без нарушения их пригодности к дальнейшему использованию. При выборе метода дефектоскопии необходимо учитывать характер и расположение дефекта, технические условия на отбраковку, материал детали, состояние и чистоту поверхности, форму и размер детали.

    

     Применяют главным образом следующие методы:     

Визуально-оптический метод заключается в осмотре с помощью лупы многократного увеличения больших поверхностей и труднодоступных мест деталей из различных материалов для обнаружения трещин, механических и коррозионных повреждений, нарушения сплошности защитных покрытий, остаточных деформаций, изменения характера разъемных и неразъемных соединений, течи, следов излома, задеваний. Этим методом можно обнаружить трещины с шириной раскрытия более 0,005-0,01 мм и протяженностью более 0,1 мм.

Цветной метод основан на проникающих свойствах жидкости и используется для обнаружения открытых трещин, пор, коррозионных повреждений деталей, различных по форме и размерам, изготовленных из магнитных и немагнитных материалов. Технологический процесс определения дефектов этим методом состоит из следующих операций: очистка и обезжиривание поверхности; пропитка поверхности индикаторным раствором; удаление избыточного индикаторного раствора с поверхности для его сохранения только в трещинах; нанесения на поверхность проявителя; осмотр детали и оценка состояния. Цветным методом можно обнаружить трещины в лопатках и дисках, корпусных и крепежных деталях шириной раскрытия более 0,001-0,002 мм, глубиной более 0,01-0,03 мм и протяженностью более 0,1-0,3 мм.

Ультразвуковой метод основан на свойстве распространения упругих колебаний в металлах и их отражения от границы раздела двух сред. Этот метод используют для обнаружения внутренних и наружных дефектов в труднодоступных местах у деталей, изготовленных из магнитных и немагнитных материалов. Метод не применим при наличии галтели, отверстий. Этим методом можно обнаружить трещины с шириной раскрытия 0,001-0,003 мм и глубиной более 0,1-0,3 мм.

Токовихревой метод основан на возбуждении в поверхности детали с помощью датчика вихревого тока, сила которого различна в местах изменения сплошности или свойств металла. Наиболее распространенными приборами этого метода являются дефектоскопы. Этот метод используют для обнаружения открытых и закрытых поверхностных дефектов у деталей из электропроводных материалов. Метод позволяет обнаружить трещины шириной раскрытия более 0,001 мм, глубиной 0,15-0,2 мм и протяженностью более 0,6-2 мм.

В том случае, когда по каким-то причинам использование приведенных методов затруднительно, применяют метод травления. Он основан на том, что под воздействием растворов кислот места повреждения растворяются быстрее, чем прилегающая поверхность, и трещины становятся видимыми на блестящем фоне. Для травления деталей из углеродистой и неуглеродистой стали используют 10%-ный водный раствор азотной кислоты.

Простыми способами обнаружения грубых дефектов, не требующих специальных приборов и материалов, является метод керосиновых проб и метод простукивания. Керосин, обладающий хорошими проникающими свойствами, при наличии дефекта выступает на меловой стороне. С помощью простукивания определяют ослабление плотности посадки, ослабление прилегания, нарушение сцепления металлов и т.д. При нарушении сплошности металла - звук дребезжащий и глухой.

Дефектоскопия ротора включает:

- измерение радиального биения с помощью индикатора. Для ускорения измерения желательно замеры вести по нескольким индикаторам;

- осмотр шеек и опорного диска ротора для обнаружения трещин и оценки шероховатости;

- осмотр бочки ротора для обнаружения трещин;

- изменение эллипсности и конусности шеек, а также толщины упорного гребня с помощью микрометра;

- измерение торцевого биения дисков;

- проверку неуравновешенности роторов на балансировочном стенде;

- определение расцентровки роторов ТНД и нагнетателя;

- осмотр места посадки и обода диска методом неразрушающего контроля;

- проверку положения роторов относительно расточек

Дефектоскопия подшипников включает:

- определение натягов между крышками подшипников и вкладышей,

- определение верхних масляных зазоров,

- изменение разбегов роторов;

- измерение толщины колодок упорных подшипников;

- оценку состояния баббитовой заливки.

Дефектоскопия лабиринтных уплотнений включает в себя определение радиальных зазоров с помощью свинцовых оттисков и визуальный контроль состояния.

Дефектоскопия нагнетателя включает:

- выявление с помощью методов неразрушающего контроля трещин на элементах колеса, в особенности в местах соединения лопаток с покрывающим диском;

- визуальный осмотр деталей нагнетателя.

Дефектоскопия зубчатых соединений включает:

- определение видимых и скрытых дефектов методами неразрушающего контроля;

- проверку боковых зазоров с помощью щупа;

- проверку площадок и места положения контакта зубьев по краске;

- проверку относительного положения осей колеса и шестерни относительно друг друга.

Дефектоскопия корпусов и опор включает:

- проверку плотности прилегания опорных лап и зазоров на дистанционных болтах;

- проверку зазоров в шпоночных соединениях;

- проверку коробления горизонтальных фланцев по свинцовым оттискам;

- выявление трещин в корпусах методом неразрушающего контроля;

- проверку плотности и равномерности укладки тепловой изоляции;

- проверку системы охлаждения.

При дефектоскопии лопаточного аппарата измеряют радиальные зазоры направляющих и рабочих лопаток, очищают лопатки для предварительного визуального осмотра на предмет обнаружения явно выраженных дефектов: высокотемпературной коррозии, деформации лопаток. Определяют частоту собственных колебаний рабочих лопаток осевого компрессора. Методами неразрушающего контроля проводят дефектоскопию поверхности лопаток осевого компрессора непосредственно на роторе и статоре без разлопачивания. Особенно тщательно должны контролироваться входные и выходные кромки. Обнаруженные дефекты независимо от размера и характера заносятся в ремонтные формуляры. Наиболее вероятными причинами возникновения дефектов являются:

- задевание лопаток ротора за статор;

- длительная работа в режиме помпажа и запрещенных оборотов;

- увеличение сопротивления всасывающего тракта;

- наличие агрессивных веществ и механических примесей в цикловом воздухе;

- повышение температуры продуктов сгорания перед ТВД;

- ослабление или увеличение натягов в посадочных местах лопаток;

- грубая обработка поверхности;

- повышение твердости металла из-за пережога при шлифовке или других видах механической обработки.

2.4. Разборка и дефектовка узлов турбины

Снимать обшивку и приступать к разборке турбины можно только после ее остывания до температуры окружающего воздуха (примерно через 30—36 ч после остановки турбоагрегата). Перед началом вскрытия турбины ремонтный персонал должен тщательно изучить чертежи и определить технологическую последовательность и способ разборки каждого узла. До остывания турбины можно производить разборку соединительных муфт, выемку промежуточного вала, разборку редуктора, нагнетателя и вспомогательного оборудования.              Турбину разбирают в следующем порядке.

Снять верхнюю половину кожуха промежуточного вала и закрыть дренажную трубу маслопровода деревянной пробкой. Измерить зазор в масляном уплотнении промежуточного вала у муфты со стороны турбины и записать данные в формуляр. Снять крышку муфты со стороны турбины, закрыть сливную трубу маслопровода металлической заглушкой. Снять верхнюю половину переходной втулки (опоры кожуха) со стороны нагнетателя. Измерить зазоры в верхней половине масляного уплотнения и записать их в формуляр. Снять крышку муфты со стороны нагнетателя. Закрыть сливное отверстие в картере деревянной пробкой.

Разобрать герметичное уплотнение в разделительной диафрагме между турбинным цехом и помещением нагнетателей. Проверить правильность и четкость маркировки спаривания полумуфт и нумерацию соединительных болтов, гаек и отверстий в полумуфтах. Если нумерация отсутствует или нечеткая, то ее необходимо восстановить.

Снять нижнюю половину переходной втулки, измерить зазоры в нижней половине масляных уплотнений и записать данные в формуляр. Разобрать муфты, соединительные болты выбить легкими ударами молотка через медную выколотку или выпрессовать их специальным приспособлением (рис. 2.4).

Для разборки муфты необходимо выпрессовать два противоположных болта, установить на их место обычные технологические болты и зажать гайками. Затем вынуть остальные соединительные болты. Снять промежуточный вал и уложить его на козлы.

Рис. 2.4. Приспособление для выпрессовки соединительных болтов муфты.

Проворачивание роторов при разборке муфт производится специальным приспособлением {рис. 2.5) или при помощи ломика и специального пальца (рис. 2.6), вставляемого в отверстия муфт. Осмотреть соединительные болты и отверстия в полумуфтах. При обнаружении значительных повреждений записать дефект в дефектную ведомость объемов работ. Отсоединить трубу слива масла из нижней половины кожуха промежуточного вала, закрыть ее металлической заглушкой. Снять нижнюю половину кожуха промежуточного вала. Проверить маркировку спаривания зубчатых обойм (коронок) с зубчатыми втулками (звездочками) муфт и, если она отсутствует или нечеткая, то нанести или восстановить ее. Снять коронки со звездочек, промыть их, зачистить забоины, заусеницы, наклеп на зубьях и соединительных плоскостях коронок. Надеть коронки на звездочки.

Рис. 2.5. Приспособление для проворачивания роторов.

1 — стальная полоса (l = = 800 мм; 5 = 2 мм); 2 — тормозная лента; 3 — заклепки; 4 — рычаг; 5 — хомуты, 6 — омедненная пята.

Рис. 2.6. Палец для проворачивания роторов.

1 — медная или латунная фольга ( δ = 0,5 мм).

Измерить радиальный люфт (рис.2.7)и зазоры между зубьями и записать их в формуляр. Снять коронки и уложить их на стеллаж.

Рис. 2.7. Проверка радиального зазора обоймы муфты на зубчатой втулке.

Далее необходимо проверить состояние центровки роторов по полумуфтам после остывания машины. Для этого к торцам роторов турбины и нагнетателя жестко закрепить болтами приспособление для центровки. Зачистить забоины на поверхности фланцев, по которым предстоят измерения. Установить одинаковые зазоры (например, 0,5 мм) между торцами установочных болтов и фланцем приспособления и законтрогаить болты. Нанести на фланце приспособления без установочных болтов четкие метки, точно совпадающие с установочными болтами (рис. 2.8). Провернуть роторы турбины и нагнетателя и убедиться, что болты не упираются во фланец.

Рис. 2.8. Приспособление для центровки роторов.

1 — метки на торце полумуфты.

Вместо установочного болта для измерения смещения осей (по окружности) можно укрепить головку индикатора часового типа. Роторы поворачивают так, чтобы установочный болт или индикатор расположился сверху. Измерить зазоры между торцами установочных болтов и поверхностями фланцев. Все зазоры должны быть 0,5 мм. Записи по проверке центровки сводятся в таблицы (табл. 2.2 и 2.3).

Таблица  2.2

Измерение зазоров

Поворот ротора, градус	Зазор  по торцу
	сверху	снизу	справа	слева
0 90 180 270 Сумма Средний зазор Зазоры,   приведенные к нулю	0,50 0,62 0,58 0,64 2,34 0,585 0,23	0,50 0,38 0,42 0,36 1,66 0,415 0,06	0,50 0,32 0,29 0,31 1,42 0,355 0,00	0,50 0,68 0,71 0,69 2,58 0,645 0,29

Таблица  2.3

Измерения смещения

Зазоры	измерения  по окружности
	сверху	снизу	справа	слева
Радиальные	0,5	0,36	0,38	0,48
Приведенные к нулю	0,14	0,00	0,02	0,12

Провернуть поочередно роторы турбины и нагнетателя по часовой стрелке на 90, 180 и 270°, измерить при каждом повороте зазоры по всем болтам и записать их в таблицы. Провернуть оба ротора на 360°, т. е. установить их в первоначальное (нулевое) положение. Убедиться, что выставленные ранее зазоры (0,5 мм) сохранились и установка приспособления не сбита. Подсчитать суммы зазоров по вертикали и разделить их на 4, определить средние арифметические значения зазоров. Результаты подсчетов приводятся к нулевым значениям путем вычитания наименьшего зазора, принятого за нуль, из остальных. Суммы зазоров по горизонтали должны равняться суммам по вертикали в обеих таблицах. При разности сумм, превышающей 0,02 мм, измерения необходимо повторить. Результаты измерений записывают в формуляр. Затем вскрывают крышку переднего блока подшипников и разбирают турбодетандер.

После остывания проточной части приступают к вскрытию цилиндров. Для этого необходимо сначала отсоединить короб отсоса воздуха от кожуха (обшивки) турбоблока и снять его, а кожух турбоблока демонтировать. Далее снимают все трубопроводы подвода воздуха на охлаждение и уплотнение элементов турбины. На фланце трубопроводов устанавливают металлические заглушки. Проверяют плотность прилегания опорных лап цилиндров к опорным поверхностям стоек фундаментной рамы. При наличии зазоров записывают их в ведомость объема работ.

При разборке турбоблока в первую очередь вскрывают цилиндры турбины, а затем компрессора. Перед снятием крышки необходимо выбить контрольные шпильки (штифты), отвернуть гайки фланцевого соединения цилиндра и вынуть болты. Резьбу пригоревшего крепежа турбины полезно за несколько часов перед разборкой смочить керосином. Очень эффективный результат в этом случае дает применение олеиновой кислоты. Однако, учитывая ее токсичность, работа с ней требует аккуратного обращения: не допускается попадание кислоты на кожный покров тела. После работы с олеиновой кислотой необходимо промыть руки теплой водой с мылом.

Рис.  2.9. Гидравлический гайковерт.

1 — опора, 2 — гидроцилиндр; 3 — рукоятка, 4 — звездочка-трещотка.

Для разборки — сборки средних и крупных резьбовых соединений применяют различные способы увеличения усилий. Для этого применяют различные гайковерты ударного и безударного действия, динамометрические ключи, ключи-мультипликаторы, увеличители крутящего момента. Эти средства малой механизации позволяют увеличивать крутящий момент в 14—50 раз. В условиях КС целесообразно применять гидравлические гайковерты (рис. 2.9). Гидроцилиндр 2 соединяется с опорой и рукояткой на шарнирах и обеспечивает ее возвратно-поступательное движение.

Компактная трещоточная головка выполнена из высоколегированной стали и термообработана. Опора свободно надевается на гайки. Гидропривод цилиндра работает от малогабаритной передвижной насосной станции. Давление масла в системе регулируется предохранительным клапаном и контролируется по манометру.

Усилие затяжки определяют по манометру насосной станции, учитывая при этом положение осей штока и рукоятки, которое определяется по градуировочной шкале. Контроль осуществляется, когда угол взаимного пересечения осей составляет 90° (максимальное усилие затяжки). Если крепеж не поддается разборке, то гайку необходимо срезать газовым резаком или срубить.

После удаления крепежа в специальные гнезда устанавливаются отжимные болты и смазанные тонким слоем масла направляющие стойки. Крышки цилиндров турбогруппы и компрессора поднимают в следующем порядке. Отжимными болтами крышка поднимается на несколько миллиметров равномерно по всему разъему, затем по направляющим стойкам ее поднимают с помощью специальных штатных грузоподъемных приспособлений, представляющих собой регулируемые стропы (талрепы) или универсальные траверсы. Пример подъема крышки корпуса компрессора ГТК-10 показан на рис. 2.10.

При подъеме должно быть отрегулировано равномерное натяжение стропов, крышка должна находиться в строго горизонтальном положении и не оказывать давления на направляющие стойки. Горизонтальность крышки при подъеме проверяется по уровню.

Рис. 2.10. Строповка крышки компрессора ГТК-10.

Поднимать крышку необходимо плавно без перекосов с остановками через 100—150 мм. Особое внимание уделяется отсутствию задеваний в лопаточном аппарате и уплотнениях. После снятия крышки устанавливаются на монтажной площадке на козлы. Размещать крышки турбины и компрессора на перекрытиях цеха допускается только в тех цехах, где это предусмотрено проектом. С помощью широких шаберов разъемы очищают от мастики, грязи, промывают керосином или другими растворителями и протирают насухо тряпкой. При этом забоины, заусенцы и другие мелкие дефекты запиливают личным напильником, зачищают шлифовальной шкуркой. Необходимо при каждом капитальном ремонте проверять горизонтальность плоскости разъема нижних половин цилиндров при помощи наложения на нее уровня в поперечном и осевом направлениях. Значения уклонов записываются в формуляр для сравнения с результатами прошлых проверок, так как в результате коробления фундаментных рам или самих корпусов турбоустановки, а также от осадки или повреждения фундамента может произойти нарушение горизонтальности цилиндров. С помощью оттисков на свинцовой проволоке или пластилине определяют наличие коробления горизонтальных фланцев. Для этого на разъем цилиндра в нескольких местах укладывают кусочки свинцовой проволоки или пластилина, опускают крышку и обтягивают фланец. Зазор в стыке не должен превышать 0,3—0,5 мм. Замеченные «раскрытия» фланцев заносятся в дефектную ведомость.

При работе турбоустановки из-за коробления цилиндров, обойм направляющих лопаток и уплотнений, износа вкладышей подшипников и повышенной вибрации ротора могут произойти задевания лопаток в проточной части компрессора или турбины. Поэтому необходимо проверить радиальные и осевые зазоры в лопаточном аппарате. Для этого необходимо сдвинуть роторы ТВД и ТНД до упора в рабочие колодки упорных подшипников (ротор компрессора сдвигать в сторону турбины), уложить свинцовые проволочки диаметром на 1—2 мм больше, чем указано в паспортных данных, как это показано на рис. 2.11, и обжать фланцы разъема. Измерив толщину свинцовых оттисков (рис. 2.12),

Рис. 2.11. Укладка свинцовой проволоки

на торцы перьев лопаток при измерении

зазоров проточной части.

Рис. 2.12. Измерение толщины  свинцовых  оттисков  при помощи  индикатора  часового типа.

определяют верхние зазоры в проточной части. Таким же образом определяют верхние радиальные зазоры в уплотнениях ТВД и ТНД, а также концевых лабиринтных уплотнениях компрессора (рис. 2.13). Боковые радиальные зазоры в проточной части компрессора и уплотнениях измеряются пластинчатым щупом, а осевые и боковые зазоры в проточной части турбины — клиновым щупом (рис. 2.14). Полученные значения зазоров заносятся в формуляр.

                               Рис. 2.13. Укладка свинцовой

проволоки при измерениях

 по оттискам в лабиринтных

уплотнениях.

Рис. 2.14. Клиновой щуп.

1 — движок,    2 — клин;  

3 — ручка.

После снятия, крышки цилиндров устанавливаются на деревянные подкладки. Для удобства осмотра и ремонта крышки перекантовываются. Крышку компрессора для удобства очистки и мойки проточной части устанавливают вертикально в противень (рис. 2.15).

Камеры всасывания и нагнетания на горизонтальном разъеме компрессора и турбины закрываются деревянными или металлическими щитами. Большое значение при ремонте ГТУ придается определению работоспособности системы охлаждения газовой турбины. Проверка системы воздушного охлаждения производится по инструкции завода-изготовителя. Для каждого типа ГТУ имеются свои значения коэффициента А = Рс / Ра, где Рс— давление воздуха на входе в элемент охлаждения; Ра — давление воздуха на выходе. Если величина А превышает предельные значения, значит в системе охлаждения имеются неполадки (утечки в трещинах или засорение канала). Неравномерность значений Ра между соплами одной группы не должна превышать 15% от нормальных средних значений.

Рис. 2.15. Кантовка крыши одним крюком.

Коробление элементов турбины может вызвать и разрушение внутренней изоляции корпуса. Состояние изоляции определяется предварительно до ремонта на работающей машине с помощью установленных на корпусе поверхностных термопар. Отклонения значения температурного коэффициента К, определяющего степень нагрева корпуса турбины, от допустимых значений по формуляру паспорта машины свидетельствует о местных перегревах цилиндров. Значения К заносятся в ведомость объема работ для последующей донабивки каолиновой ваты при ремонте. Значение К определяется по формуле п.4 §1.2.

Далее приступают к осмотру роторов. Определяют степень и характер загрязнения проточных частей компрессора и турбины, положение роторов в расточках цилиндров, фиксируют явно выраженные дефекты (повреждения лопаток и уплотнения, следы задеваний, эрозия, вмятины и т. д.), проверяют биения дисков. Торцовые биения дисков ТВД, ТНД и рабочих поверхностей упорного диска проверяют в такой последовательности. Диски размечают по окружности на восемь равных частей и метки пронумеровывают. Двумя индикаторами, установленными диаметрально на одинаковых радиусах диска (5—10 мм от края диска), измеряют биение торцов (рис. 2.16).

Рис. 2.16. Измерение биения упорного диска двумя индикаторами.

При этом нулевые значения шкал совмещаются со стрелками в первом положении ротора, а ротор поворачивают на 360° и по всем восьми точкам записывают показания индикатора (табл. 2.4), а затем подсчитывают результат.

Таблица  2.4

Запись показаний индикаторов I и II и подсчеты значений биения торца диска

Точки отсчетов по индикаторам	Показания индикаторов	Алгебраическая разность показаний	Биение торца диска
I	II	I	II
1	5	0	0	0	0
2	6	+0,01	-0,01	+0,02	0,01
3	7	+0,02	-0,02	+0,04	0,02
4	8	+0,03	-0,03	+0,06	0,03
5	1	+0,04	-0,04	+0,08	0,04
6	2	+0,08	+0,02	+0,06	0,03
7	3	+0,10	+0,06	+0,04	0,02
8	4	+0,12	+0,10	+0,02	0,01
1	5	+0,13	+0,13	0	0

Половина разности в показаниях индикаторов есть абсолютное значение боя диска. Для полной уверенности в правильности измерений бой дисков необходимо проверить дважды. По результатам подсчета строится диаграмма измерения биения торца диска (рис. 2.17).

Рис.  2.17. Диаграмма значений биения торца диска.

Если линии на диаграмме получаются ломаными (штриховая), то это свидетельствует о наличии вмятин или бугорков. В этом случае необходимо для измерений подобрать более ровную поверхность. Торцовый бой дисков турбин по ободу допускается не более 0,20 мм, а рабочих поверхностей упорных дисков не более 0,15 мм. В случае увеличения торцового биения сверх допустимого решение о дальнейшей эксплуатации ротора принимается в зависимости от уровня вибрации подшипников. Результаты измерений заносят в формуляр. При обнаружении боя диска, а также в случае повышенной вибрации подшипников во время работы турбоагрегата проверить радиальное биение роторов с помощью индикаторов часового типа. Измерения производят в трех сечениях: по концам, вблизи от масляных уплотнений и по середине вала. Измерения в местах задеваний вала не допускаются. Вторично проверить центровку роторов ТНД и нагнетателя по полумуфтам после вскрытия турбины и записать в ремонтный журнал. Показания сравнить с данными центровки до вскрытия и после предварительной центровки с открытым цилиндром и учесть полученную разницу для достижения нормальной центровки после закрытия цилиндра.

Вскрыть главный масляный насос, проверить и убедиться в свободном, без перекашиваний, движении плавающих уплотнительных колец в пазах корпуса. Вынуть разъемное плавающее кольцо, измерить его внутренний диаметр и записать в журнал. Шестерню расцепного устройства вручную ввести в зацепление шестерней ротора, при помощи индикатора или щупа измерить зазор между зубьями шестерен, как показано на рис. 2.18, и данные записать в формуляр.

 

Рис.   2.18.  Измерение   зазоров в зацеплении.

При помощи индикаторов часового типа, ножки которых установлены на торцы роторов и опорно-упорных вкладышей подшипников, измерить значения осевых разбегов роторов в упорных подшипниках. Разность перемещений роторов и вкладышей является разбегом роторов. Нормальный разбег ротора равен 0,35— 0,5 мм Перемещение вкладышей не должно превышать 0,06 мм. Увеличение разбега более 0,5—0,6 мм не допускается. Ротор в осевом направлении перемещают при помощи ломиков, упирающихся одновременно в какую-либо часть цилиндра и торцовую часть ротора.

Демонтировав предварительно термометры сопротивления, вскрыть крышки подшипников, очистить разъемы от шеллака, забоин и заусениц. Наличие на внутренней поверхности крышки и на поверхности верхней половины вкладыша следов наклепа свидетельствует об отсутствии натяга между вкладышем и крышкой подшипника. Щупом проверяют плотность посадки нижней половины вкладыша в расточке корпуса подшипника.

Определить размеры натягов крышек подшипников турбины и компрессора и верхние зазоры в масляных уплотнениях по свинцовым оттискам (рис.2.19). Для этого на разъем подшипника укладывают четыре калиброванных пластины одинаковой толщины или свинцовые проволочки. На верхнюю часть вкладыша укладывают свинцовые проволочки. Затем крепежом равномерно обтянуть крышку подшипника. Снять крышку и измерить толщину свинцовых оттисков. При установке калиброванных пластин натяг равен:    н = п - с.

Рис. 2.19  Определение натяга крышки на вкладыш

1 — крепеж крышки, 2 — калиброванные пластины одинаковой толщины;

3 — свинцовые оттиски

При установке свинцовых проволочек натяг определяется  по формуле:    H=0,5(nправ + nлев) - c.

Нормальный натяг для подшипников турбины и компрессора равен 0,07÷0,1 мм. Отсутствие натягов вызывает вибрацию подшипников. Способ определения натягов крышек подшипников с применением калиброванных пластин вместо свинцовых проволочек дает более точные результаты, сокращает время проверки, исключает деформацию крышек.

Аналогичным способом по свинцовым проволочкам определяют радиальные зазоры в масляных уплотнениях подшипников, которые во избежание протечек масла не должны превышать 0,25 мм. В упорных подшипниках ГТУ рекомендуется устанавливать радиальные зазоры масляных уплотнений равными 0,12 мм и тщательно проверять прилегание разъемов и посадку в корпусе уплотнительных обойм.

С помощью пластинчатого щупа проверяется прилегание крышек подшипников к корпусам по разъемам при обжатом крепеже. Зазор при этом не должен превышать 0,03 мм. Если прилегание неплотное (зазор более 0,03 мм), то дефект записать в ведомость объема работ.

Таким же образом проверяется и дефектуется плотность прилегания разъемов вкладышей (зазор в разъеме не более 0,03 мм). С помощью свинцовых оттисков определяют верхние масляные зазоры во вкладышах, как показано на рис. 2.20. Для этого на концы шейки вала поперек оси укладывают

Рис. 2.20. Проверка зазоров во вкладышах.

две свинцовые проволочки диаметром 1 и длиной 25÷30 мм. Такие же проволочки укладывают на разъем вкладыша с обеих сторон шейки вала. Затем устанавливают верхнюю половину вкладыша и равномерно прижимают ее к нижней шпильками. При отсутствии собственного крепления свинцовые оттиски получают, нанося несколько мягких равномерных ударов небольшим свинцовым молотком по верхней половине вкладыша через медную, алюминиевую или деревянную прокладку. После этого снимают верхнюю половину вкладыша и микрометром  измеряют  свинцовые  выжимки.   Верхний  зазор во вкладыше определяется по формулам:

 

где А, С — верхние зазоры, мм; а, а1, b, b1, с, с1  — толщины измеренных свинцовых выжимок, мм.

Значения зазоров записать в формуляр. Верхний зазор должен быть одинаковым по всей длине вкладыша. Допускается разность размеров А и С не более 0,03÷0,5 мм.

При необходимости более точного определения зазоров, микрометром измеряют диаметры шейки вала, а штихмассом (нутромером) — диаметр внутренней расточки вкладыша. При этом обе половины вкладыша должны быть собраны и плотно сжаты крепежом. Разница показаний штихмасса и микрометра дает значение верхнего зазора. Во избежание ошибок за счет погрешности инструмента необходимо проверить показания штихмасса по микрометру и учитывать погрешность, если она имеется.

Снять верхние половины вкладышей. Измерить боковые радиальные зазоры во вкладышах с помощью пластинчатого щупа. При измерениях боковых зазоров пластинки щупа вводить в зазоры на глубину, не превышающую 5÷7% от диаметра шейки, но не более 5 мм при диаметре шейки до 100 мм и не более 15 мм при диаметре шейки более 200 мм. Значения верхнего и боковых зазоров между шейкой вала и вкладышем подшипника должны находиться в пределах, зависящих от размеров диаметра шейки вала, конструктивного выполнения расточки и указанных заводом-изготовителем турбины. Для вкладышей с цилиндрической расточкой размер верхнего зазора принимают равным 0,002÷0,003 от диаметра вала и 0,0010÷0,0015 от диаметра вала для вкладышей с «лимонной» расточкой. Боковой зазор должен иметь форму искривленного клина. При цилиндрической расточке вкладышей боковой зазор принимают равным 0,5÷0,7, а при «лимонной» — 1,5÷2 от значения верхнего масляного зазора.

Вскрыть импеллер, вынуть уплотнительные (плавающие) кольца, измерить внутренние диаметры их и записать данные в журнал. Вынуть упорные колодки, поочередно застропить, поднять и уложить роторы на козлы. Для подъема каждого ротора заводом-изготовителем поставляются в комплекте с ГТУ специальные подъемные приспособления, состоящие из стропов и траверс. С помощью такого приспособления ротор стропится за специально проточенные на валу канавки и подвешивается к крюку мостового крана. Длина и натяжение стропов регулируются таким образом, чтобы крюк крана находился над центром тяжести ротора. Горизонтальность ротора проверяется уровнем, установленным на цилиндрической части. При подъеме ротора проследить за одновременным отрывом обеих шеек от вкладышей. Подъем ротора должен производиться плавно, прерывистыми движениями по 20—30 мм. При этом необходимо следить за тем, чтобы полумуфты были раздвинуты, а боковые зазоры по обе стороны ротора были одинаковы. При подъеме не допускается осевого смещения ротора во избежание задевания лопаток и уплотнительных колец. После того как самые длинные лопатки выйдут из корпуса, ротор поднимают непрерывно. Ротор переносят краном на монтажную площадку и укладывают на специальные металлические козлы с деревянными опорными подушками или роликовыми опорами. При укладке на ролики необходимо использовать специально отведенные для этого места. В вырезы опорных подушек под шейки перед укладкой ротора положить смазанный солидолом плотный картон или паронит. Элементы ротора осматривают после предварительной очистки и промывки.

Осмотреть шейки и упорные диски роторов, вкладыши и колодки опорных и опорно-упорных подшипников. По натирам определить правильность прилегания шеек к рабочим поверхностям вкладышей и упорных дисков к колодкам упорных подшипников. Считается нормальным, если шейки вала (по краске или натирам) лежат по всей рабочей длине вкладыша по дуге окружности не более 60°. В случае неправильного прилегания упорных колодок измерить толщину их (рис. 2.21), результаты занести в формуляр.

Рис   2.21. Измерение толщины колодок.

1 — поверочная    плита,    2 — колодка

Дефектовка упорных колодок заключается в следующем: разница по толщине колодок по площадкам у ребра качания не должна превышать 0,02 мм. При уменьшении толщины больше допустимой, колодки подлежат замене. Контакт поверхности каждой упорной колодки с упорным диском должен быть не менее 70%. Дефекты по вкладышам и колодкам записать в ведомость объема работ.

Снять свинцовые оттиски нижних радиальных зазоров по лопаткам и уплотнениям компрессора, ТВД и ТНД. Толщина оттисков определяется с помощью приспособления (см. рис. 2.13) Результаты записать в формуляр Роторы вынуть из цилиндров и уложить на козлы. Осмотреть и произвести дефектовку лабиринтных уплотнений, повреждения которых вызывают утечки рабочей среды и снижение к. п. д. турбоустановки. При увеличении зазоров в лабиринтных уплотнениях происходит также повышение осевого давления на роторе. К дефектам лабиринтовых уплотнений относятся:

-вырывы уплотнительных колец из пазов ротора, происходящие вследствие плохой зачеканки;

-деформация уплотнительных обойм;

-трещины; погнутости, надрывы, выработка уплотнительных колец при задевании об уплотнительную обойму при вращении ротора.

Уплотнение считается пригодным для дальнейшей эксплуатации, если одно из уплотнительных колец имеет вырыв по длине, равной не более 0,2 длины его окружности. Выработка уплотнительных колец определяется проверкой радиальных зазоров в уплотнениях. Для этого сначала штихмассом определяют концентричность уплотнительных обойм. Затем методами, описанными выше, измеряют верхние, нижние и боковые зазоры по всем уплотнительным кольцам. Разность полученных и паспортных зазоров дает значение износа уплотнительных колец. Уплотнительные кольца изготавливаются из никелевых сталей толщиной 0,2 мм.

Дефектовка разъемных латунных уплотнений ножевого типа подшипников производится аналогично. Вырванное или надорванное уплотнительное полукольцо необходимо заменить новым. Радиальные зазоры по уплотнениям подшипника должны быть не более 0,25 мм. Увеличение этих зазоров ведет к появлению протечек масла из подшипников. Необходимо тщательно проверить прилегание разъемов и посадку в корпусе уплотнительных обойм. Обнаруженные дефекты записать в ведомость объема работ.

С уложенного на козлы ротора турбокомпрессора снять уплотнительное кольцо главного маслонасоса (неразъемное) и измерить его диаметр. Измерить диаметры шеек роторов, мест под уплотнительные кольца главного маслонасоса и импеллера, полученные значения их записать в формуляр.

Проверить правильность плоскостей упорных дисков контрольной линейкой и щупом, как показано на рис. 2.22. Щуп толщиной 0,03 мм не должен проходить между линейкой и упорным диском. Наличие дефектов записать в ведомость объема работ.

Рис. 2.22.   Проверка плоскости упорного диска.

1 — линейка; 2 — щуп (стрелками показаны места измерений).

Снять вставку и обойму направляющих лопаток турбины. Вынуть нижние половины вкладышей. Все вкладыши подшипников тщательно осматривают и дефектуют. Основные дефекты вкладышей: механические повреждения баббитовой заливки в виде трещин, рисок, царапин, надиров, а также отставание тела вкладыша и износ баббита. Причиной этих повреждений могут быть вибрация, работа на грязном масле, нарушение   геометрии шейки вала, неправильная расточка, малое давление масла и др.

Механические повреждения баббитовой заливки хорошо определяются визуально. Отставание баббита от тела вкладыша определяется щупом, ударами молотка и проверкой на керосин. Пластинка щупа толщиной 0,3 мм не должна проходить в зазор между баббитовой заливкой и телом вкладыша. При неплотном прилегании баббита к вкладышу при простукивании по нему молотком прослушивается дребезжащий звук. В случае дребезжащего звука вкладыш проверить на керосин следующим образом: установить половины вкладышей разъемом вверх, смочить разъемы в стыке баббита с телом вкладыша керосином и выдержать 10 ÷ 15 мин. Затем легкими ударами деревянной киянки массой 0,5 кг обстучать наружную поверхность вкладыша, вторично смочить керосином и выдержать 5—10 мин.

Вкладыш протереть насухо, нажать пальцами на край баббитовой заливки и обстучать легкими ударами киянки по баббиту. В местах отставания баббита появятся керосин и воздушные пузырьки. Таким же образом проверяется прилегание баббита с торцов вкладыша. Хорошие результаты при проверке прилегания баббитовой заливки к телу вкладыша дает ультразвуковой метод контроля. Обнаруженные дефекты записать в ведомость объема работ.

При дефектовке вкладышей обращают внимание на натиры на баббитовой заливке. На нижних вкладышах они должны располагаться равномерно по всей длине заливки. Наличие же их на верхних половинах и в разъеме вкладышей говорит о нарушении нормальной работы подшипника, повышенной вибрации, недостаточных зазорах, перекосе шейки вала во вкладыше. Каждая половина вкладыша должна плотно прилегать к расточке корпуса. У нерегулируемых вкладышей площадь прилегания по краске должна составлять не менее 2/3 общей опорной поверхности. У регулируемых вкладышей поверхности опорных подушек должны полностью прилегать к расточкам корпуса. Пластина щупа толщиной 0,03 мм не должна проходить между вкладышем или опорными подушками и корпусом подшипника. У фиксируемых в продольном направлении вкладышей осевое перемещение не должно превышать 0,05 мм. В случае протечек масла по разъему подшипника при работе турбины необходимо, вывернув .шпильки из корпуса подшипника, проверить по краске или щупу прилегание разъема крышки к корпусу. Проверка же состояния горизонтального разъема вкладыша обязательна. Пластинка щупа толщиной 0,03 мм не должна проходить в разъем.

Осмотреть роторы, обратить внимание на состояние поверхностей шеек и упорных дисков, рабочих лопаток, дисков турбин и их замков, зубьев шестерни.

Шейки валов могут иметь овальность, конусность, риски, царапины, коррозию. Поверхность шеек и рабочие поверхности упорных дисков должны иметь 9-й класс шероховатости (Ra = 0,2÷0,32). Геометрия шеек проверяется измерениями диаметров микрометром в двух-трех взаимно перпендикулярных сечениях. Овальность и конусность не должна превышать 0,01 мм.

Произвести тщательный осмотр дисков и рабочих лопаток (перо, торцы, хвосты, полки для двухвенечных дисков, а также заплечики вставок) с помощью лупы кратностью х2,5÷5. При осмотре дисков турбины проверяется состояние обода дисков, состояние плавких вставок, посадка дисков на валы и диаметры дисков. Для определения посадки и диаметров используется слесарный пластинчатый щуп и микрометрическая скоба. «Рост» диска не должен превышать 1 мм, изменение расстояния между венцами двухвенечных дисков не должно превышать 0,5 мм, изменение посадки диска не более 0,25 мм. Эксплуатация дисков с трещинами и превышением указанных допусков не разрешается.

Проверить состояние плавких вставок дисков по формуляру паспорта машины и данные записать. При выплавлении плавких вставок выявить причину повышенной температуры диска и принять меры к ее устранению. Установить новые вставки. Причинами перегрева диска могут быть плохая работа системы воздушного охлаждения, превышение температуры рабочих газов.

Диски и рабочие лопатки желательно перед осмотром зачистить тонкой шлифовальной шкуркой до металлического блеска. Проверить посадку рабочих лопаток турбины в пазах диска. Лопатки должны свободно покачиваться в тангенциальном направлении. Перемещение вершин лопаток должно быть не менее 2 мм.

Для снятия рабочих лопаток с диска необходимо вывернуть стопорный винт замковой лопатки. При этом необходимо избегать повреждения паза лопатки под стопор при удалении кернения. При съеме лопаток с промежуточными вставками с диска турбины необходимо проверить наличие на них маркировки. На лопатках не допускаются трещины, разрывы выходных кромок, погнутость. При осмотре лопаточного аппарата осевого компрессора проверить надежность установки замков рабочих лопаток всех степеней. Ослабленные и деформированные замки подлежат замене. Определяется степень эрозионного износа лопаток осевого компрессора. Радиус выходной кромки пера должен быть не менее 0,35 мм. Если кромки острые, необходимо их притупить. Подрезка хорды лопатки допускается не более 2 мм (при размере хорды 70 мм). При значительном эрозионном износе лопатки подлежат замене.

При осмотре рабочих лопаток турбины особое внимание обращается на впадину, расположенную между полкой и первым зубом хвоста лопатки. У осевого компрессора осматриваются только профильные части рабочих и направляющих лопаток и состояние междурядных замков. Затем измеряют собственную частоту колебаний рабочих лопаток осевого компрессора по инструкции завода-изготовителя. Данные измерений сравнить с нормами формуляра. Лопатки, резонансные частоты которых не соответствуют нормам по данной ступени, подлежат замене. Определение собственных частот колебаний лопаток производится прибором ТИРЧ, разработанным ПО Союзгазэнерго-ремонт.  Внешним осмотром после вскрытия без применения специальных средств фиксируются явно выраженные дефекты.

По признакам усталости с помощью специальных средств обнаруживают дефекты лопаточного аппарата. В зависимости от характера и степени повреждения лопаточного аппарата определяют необходимость перелопачивания той или иной ступени или замене отдельных лопаток. Все лопатки и вставки, имеющие трещины усталости, заменяются. Лопатки, имеющие небольшие вмятины, изгибы и надрывы на кромках пера, подвергаются правке (при изгибах), радиусной запиловке (при надрывах), шлифовке (при вмятинах).

Рабочие лопатки ОК больше, чем другие, подвержены эрозионному износу, поэтому при осмотре профилей этих лопаток обращают особое внимание на остроту кромок пера. При значительном износе лопатки заменяют.

При определении малых трещин в лопаточном аппарате, шпоночных пазах и на шейках ротора в условиях компрессорного цеха хорошо зарекомендовал себя метод индукционной дефектоскопии. Для этого используются малогабаритные дефектоскопы типа ВДМ-2М, разработанные ПО Оргтехдиагностика. При отсутствии таких приборов можно применить магнитный метод, керосино-меловой, метод красок.

Турбинные лопатки, а также вставки, изготовленные из никелевых сплавов, проверяются визуальным осмотром через лупу после травления металла по следующей технологии.

1. Подлежащие травлению участки поверхности лопаток и вставок защищаются, протираются чистыми тряпками и обезжириваются. Обезжиривание производится промывкой при температуре 15÷20°С в растворе фосфорнокислого натрия (Na2HPO4 • 12Н2О) — 30÷50 г на 1 л воды. Время пребывания в растворе 3÷5 мин, после чего лопатки промывают в проточной воде.

2. Травление лопаток производится под тягой или в открытом помещении. Для травления используют реактив следующего состава, мл: соляная кислота (концентрированная) 900, серная кислота (концентрированная) 60, медный купорос (кристаллический) 180. Подготовленные участки для травления обильно смачиваются ватно-марлевым тампоном с реактивом до получения слегка матовой поверхности.

3. Протравленные поверхности промывают водой, а затем нейтрализую-щим раствором карбоната натрия (сода кальцинированная) 30—50 г в 1 л воды.

При попадании реактива на зубья хвоста лопаток и паз под вставку последние особо тщательно промыть водой, нейтрализующим раствором, после чего эти места обязательно зачистить шлифовальной шкуркой.

4. Протравленную поверхность осматривать не ранее чем через 30 мин. после травления.

5. После осмотра все места травления необходимо зачистить шлифовальной шкуркой.

При травлении соблюдать правила техники безопасности работы с реактивами, травить следует в предохранительных перчатках и избегать попадания реактива на кожу тела и в глаза. При случайном попадании травящего реактива на лицо или в глаза пораженные места немедленно промыть водой до полного смыва реактива.

В зависимости от характера и степени повреждения лопаточного аппарата осевого компрессора и газовой турбины определяют необходимость перелопачивания целых ступеней или замены отдельных лопаток. Лопатки, имеющие трещины, разрывы входных кромок, большой эрозионный износ, уменьшенные сверх допуска хорды и кромки, меняют. Лопатки с незначитель-ными изгибами на кромках пера разрешается править. При небольших надрывах допускается радиусная запиловка и шлифовка. При этом следует избегать образования острых углов на кромках.

Убедиться в подвижности бойков автоматов безопасности и надежном закернивании стопорных винтов регулировочных гаек. Замеченные при осмотре дефекты записать в ведомость объема работ.

При дефектовке роторов осматривают и зубчатые муфты. На современных ГТУ применяются подвижные муфты с бочкообразным зубом, хорошо компенсирующие несоосности и осевые перемещения вращающихся валов. В период изготовления зубчатые муфты балансируются в сборе; при работе турбины происходит взаимная приработка их элементов, поэтому при ремонте не допускается частичная замена дефектных основных деталей. Муфту положено менять полностью. Перед установкой, детали новой муфты в сборе необходимо промаркировать и при установке на валы соблюдать маркировку.

При дефектовке зубчатых муфт проверяют разбег коронок или промежуточных валов, крепление их на валах и соответствие посадки паспортным требованиям, состояние зубьев и стопоров, наличие нормального подвода масла смазки. Основные дефекты зубчатых муфт — износ рабочих поверхностей и поломка зубьев, биение муфт и ослабление посадки.

Посадка зубчатых втулок на валы должна быть с натягом 0,0003—0,0006 от диаметра посадочного места вала. Крепление втулок на валах осуществляется шпоночными соединениями.

Причинами износа и поломки зубьев муфты могут быть недостаточный подвод масла смазки, отложения масляного шлама, вибрация роторов, большие расцентровки. При неправильной посадке муфт на валы и недостаточной центровке роторов может возникнуть биение муфт.

Малый натяг и повышенная вибрация ротора вызывают ослабление посадки муфт. На рабочих поверхностях зубьев муфт не допускается наличие трещин, питтингов, задиров в местах входа и выхода зубьев в зацепление, наволакивание, выражающееся в образовании канавок вдоль зубьев, накатывание (задирание зуба по всей рабочей поверхности). Масляные зазоры между зубьями муфты проверяют с помощью пластинчатого щупа при прижатых по зубьям в одну сторону коронках. Размер масляных зазоров должен соответствовать паспортному (обычно 0,35—0,46 мм). Увеличение зазоров в зацеплении в результате износа приводит к усилению ударов в зубцах и увеличению вибрации ротора. Поэтому муфты, имеющие из-за износа зазор в зацеплении в 2 раза превышающий паспортный, меняют. При зашламовании и выработке зубьев полумуфт проверить правильность установки трубки для подвода масла к зубчатой муфте. Трубопровод подвода масла продуть сжатым воздухом. Проверить и прочистить подводящие и сливные канавки в полумуфте и на венце муфты. При дефектовке роторов желательно проверить наличие трещин (индукционным, ультразвуковым или иным методом), шеек, рабочих поверхностей упорных гребней, посадочных мест под полумуфты в местах выхода из-под полумуфты шпоночных пазов.

После дефектовки роторов осматривают направляющие лопатки в верхних и нижних половинах цилиндров. При этом необходимо обратить внимание на степень эрозионного износа, наличие трещин, надрывов кромок, забоин, заусенцев и других дефектов на лопатках. Подозрения на трещины проверить дефектоскопом ВД-1ГА, ВДМ-2М или другими приборами. Обнаруженные дефекты записать в ведомость объема работ.

У турбоагрегатов ГТК-10-4 особое внимание обратить на наличие признаков сульфидно-окисной коррозии сопловых лопаток ТВД, изготовленных из сплава ЖС6-К.

По мере развития высокотемпературной коррозии происходит резкое падение пластичности (охрупчивание) материала лопатки, сопровождаемое часто трещинами и вырывами выходной кромки. Помимо механического разрушения лопаток сульфидно-окисная коррозия приводит к снижению к. п. д. турбины, к перераспределению теплоперепадов между ТВД и ТНД из-за уменьшения проходного сечения соплового аппарата ТВД, к увеличению удельного расхода тепла, вследствие чего для поддержания необходимой мощности нужно повышать температуру перед турбиной.

Причина сульфидно-окисной коррозии — попадание в камеру сгорания ГТУ с цикловым воздухом и топливным газом щелочных металлов и серы, причем основным их источником является пыль циклового воздуха. Появлению коррозии предшествует образование на поверхности лопаток золовых отложений светло-коричневого или кирпичного цвета. В зависимости от степени развития, коррозия проявляется внешне в трех видах:

— относительно равномерное окисление (продукты коррозии темно-серого цвета) поверхности корытца лопатки с увеличением площади пораженной поверхности по высоте лопатки и появлением отдельных бугорков;

— ускоренное развитие коррозии в верхней части лопатки ближе к входной кромке, сопровождаемое слиянием отдельных бугорков и образованием «язвенной» зоны с высотой вспучивания 1÷1,5 мм;

— катастрофическое развитие коррозии на вогнутой поверхности лопаток (на всю толщину ее пера) и на входной кромке (особенно в верхней части лопатки) с образованием на ней сквозной трещины (часто по всей длине) шириной до 5÷7 мм.

Стойкость лопаток турбины против высокотемпературной коррозии значительно повышается применением сплавов на кобальтовой основе с высоким содержанием хрома и нанесением па поверхность лопаток защитных покрытий.

Корпуса компрессора и турбины тщательно осматриваются для выявления трещин, которые могут появиться в слабых местах (пазы уплотнительных обойм, места крепления стяжек, пазы обоймы высокого давления и упорного диска). Особо обратить внимание на крепление стяжек корпуса турбины. Глубина и направление трещин хорошо определяются ультразвуковым методом контроля. Необходимо также проверить коробление внутренних элементов компрессора и турбины (обоймы уплотнений, обоймы направляющих лопаток и др.).

Обнаруженные  дефекты  записать  в  ведомость  объема  работ.

После разборки ГТУ, когда полностью определится взаимное положение деталей, степень их износа и характер повреждений, необходимо согласовать исправление дефектов сопрягаемых деталей друг с другом (табл. 2.5). Невыполнение этого требования приводит к увеличению трудозатрат из-за переделок, лишней разборки и сборки, снижению качества и увеличению сроков ремонта.

Таблица  2.5

Примеры влияния результатов устранения неисправностей основных узлов на состояние смежных

Результаты измерений при разборке ГГПА	Решения по устране-нию обнаруженных неисправностей	Влияние принятого решения на состояние смежных деталей и узлов	Выводы по ремонту смежных деталей и узлов
Расцентровка роторов ТНД — нагнетатель	Смещение ротора    ТНД путем    измене-ния толщины    опорных подушек вклады-шей подшипников	Изменение радиальных   зазоров    по   лопаткам  и  уплотнениям	Центровка направляю-щего аппарата,   газовых и масляных уплот-нений   относительно    ротора  ТНД  после центровки по полумуфтам
Коробление и увеличенные зазоры  по разъему корпусов	Строгание    и шабров-ка      поверхности разъема	Уменьшение верхних     радиальных   зазоров в проточной части	Подгонка лопаток  и  усиков уплотнений после   исправления разъема
То же	Наплавка металла   на  разъем  с последующим строганием	Зазоры в проточной части не изменяются	Подгонка лопаток   и  уплотнений не требуется
Неравномерные радиальные зазоры  в лопаточном   аппарате	Смещение роторов	Изменение зазоров по уплотнениям	Центровка уплотнений   после смещения  ротора
Смещение роторов     относительно осей расточек	Смещение роторов	Изменение радиальных   зазоров   по   лопаткам	Если при смещении     ротора изменения     радиальных   зазоров      превысят величины  допусков,   необходимо   перецентровать     уплотнения
Дефекты упорного гребня	Проточка упорного гребня и   установка    в упорном      подшип-нике    пластин   для  сокращения    требуемого      размера осевого разбега	Возможно смещение   ротора в осевом направлении Смещение ротора   нагнетателя   вызовет  ослабление или усиление    сжатия  пружин торцевого уплотнения	Установка равнотол-щинных   пластин   с двух сторон. Суммар-ная толщина  пластин должна соответство-вать величине проточки
Дефекты   шеек   роторов	Проточка шеек	Увеличение масляных   зазоров	Перезаливка и расточ-ка     подшипников после определения окончательного диаметра шеек
Дефекты    рабочих    лопаток турбины	Замена,     наварка утонений	Небаланс ротора	Развеска   лопаток    на    моментных   весах, балансировка ротора

2.5. Разборка и дефектовка нагнетателя 

Разборка нагнетателей является ответственной операцией, поэтому производить ее необходимо строго по инструкции завода-изготовителя и эксплуатационной инструкции с соблюдением действующих правил техники безопасности при производстве ремонтов оборудования в газоопасных помещениях. Порядок производства работ по вскрытию и ремонту центробежных нагнетателей регламентируется Правилами технической эксплуатации компрессорных цехов с газотурбинным приводом.

Перед разборкой нагнетателя необходимо проверить отключение нагнетателя от газопроводов и обеспечение безопасных условий разборки. Снять крышку блока подшипников. Горизонтальный разъем очистить от шеллака и проверить плотность его прилегания щупом 0,03 мм. Снять крепеж, застропить торцовую крышку нагнетателя за приливы и подвесить на крюк тали. Отжав крышку отжимными болтами, вывести ее из корпуса до появления резьбовых отверстий под рым-болты. Ввернуть рым-болты, застропить за них стропом и талрепом и, отрегулировав натяжение всех стропов, вынуть крышку из корпуса и установить ее на специальные козлы. Проверить состояние резиновых уплотнительных колец всасывающей камеры. Кольца, имеющие дефекты в виде разрывов и срезов, заменить.

Проверить при помощи выжимок на свинце зазор между уплотнительным кольцом и усиками    уплотнения    на покрывающем диске. Неравномерный зазор в этом уплотнении, служащем для разделения всасывающей и нагнетательной камер, приводит к возникновению дополнительных динамических напряжений в элементах рабочих колес. Проверить состояние «усиков» уплотнения по покрывающему диску рабочего класса, поврежденные усики выправить или заменить новыми. Уплотнения рабочих колес нагнетателей типа Н-16-76 выполнены из алюминиевых сплавов. При увеличении радиальных зазоров в них более формулярных, а также при наличии выработки и выкрашивания уплотнения заменить на новые. После этого присоединить к гильзе штатное приспособление с противовесом, вывернуть крепеж и вывести ее из корпуса, произведя промежуточную перестроповку согласно инструкции завода-изготовителя. Гильзу установить на специальные козлы, противовес снять. Отверстия подвода и слива масла в корпусе блока подшипников заглушить деревянными пробками. На отверстие под гильзу в корпусе нагнетателя установить заглушку с паронитовой прокладкой. Торцовую крышку установить на место.

Снятие рабочего колеса с вала или насадка его на нагнетателях НЗЛ производится с помощью гидравлического приспособления без подогрева ступицы колеса. Для колес нагнетателей НЗЛ выпуска до 1969 г. при снятии с вала механическим приспособлением необходимо предварительно подогреть колесо до температуры 80÷100°С. При осмотре рабочего колеса тщательно осмотреть поверхности основного и покрывающего дисков, а также головки заклепок. Наличие любых трещин на дисках не допускается. Допускается видимое оконтуривание головок заклепок, заклепки со следами значительной вытяжки и отколотыми головками подлежат замене на новые. Заклепки изготавливаются из; металла марки 13Н5А.

Снятие колес нагнетателей ТМЗ производится с предварительным подогревом в специальном приспособлении с гидравлическим приводом. Посадка колес на вал производится с предварительным подогревом колеса в термической печи до температуры 230 ÷ 250 оС, с обязательным контролем величины натяга.

Зазор между лопатками и покрывающим диском допускается не более 0,04 мм на расстоянии, равном диаметру заклепки от центра заклепок и не более 0,1 мм в остальных местах. При значительных увеличениях этих зазоров необходимо произвести переклепку в требуемых местах. Проверить состояние входных кромок лопаток. Допустимый износ (подрез) входных кромок со стороны рабочего диска должен быть не более 10 мм для длинных лопаток и не более 8 мм для коротких.

Снять кожух стакана гильзы; двумя индикаторами проверить осевой разбег ротора в упорном подшипнике. Данные записать в, формуляр. Гильзу полностью разобрать. Осмотреть резиновые кольца, устанавливаемые в канавки фланца гильзы. Поврежденные резиновые кольца заменить. Проверить состояние резиновых колец или медных шайб, устанавливаемых под головки болтов, крепящих гильзу к корпусу. Допускаются капельные протечки масла под болтами, крепящими гильзу к корпусу.

Открепить и снять торцовое уплотнение, разобрать его, очистить втулку от налета, проверить плотность прилегания ее к гильзе по краске. На состояние торцового уплотнения обратить особое внимание. При наличии на контактной поверхности графитового кольца сколов, царапин, кольцевых рисок, а также в случае износа этой поверхности более 0,5 мм втулка с кольцом подлежит замене на новую. Допускаются незначительные сколы рабочего» пояска графитового кольца на величину не более одной трети ширины пояска при расстоянии между ними не менее одной трети длины окружности.

Резиновые кольца круглого сечения, устанавливаемые на втулке графитового кольца, на валу под стальное кольцо и на наружной поверхности корпуса уплотнения в случае чрезмерного набухания резины (а также при обнаружении повреждений колец) подлежат обязательной замене.

Проверить щупом верхние масляные зазоры в подшипниках и плотность прилегания разъемов. Снять стопорное кольцо с опорного вкладыша. Снять верхние половины опорно-упорного и опорного вкладышей и измерить боковые масляные зазоры. Размеры зазоров записать в формуляр.

Выкатить нижние половины сегментов с колодками, застропить и снять вал нагнетателя. Определить визуально по натирам прилегание колодок опорно-упорного подшипника к упорному диску. Проверить состояние баббитовой заливки вкладышей. В случае отслоения баббита или выкрашивания его вкладыш перезалить или заменить запасным.

Проверить микрометром конусность и зллипсность шеек ротора. В случае отклонений диаметра шейки по длине на величину более 0,015 мм ее необходимо проточить и шлифовать. Дефекты записать в ведомость объема работ.

При дефектовке деталей центробежных нагнетателей для поисков трещин хорошо зарекомендовали себя в эксплуатационных условиях КС метод индукционного контроля, ультразвуковой метод и метод красок.

Появление трещин возможно на посадочных местах вала под полумуфту и рабочее колесо в районе шпоночных пазов и на покрывающих дисках рабочих колес. Через каждые 50 тыс. ч наработки нагнетателя необходимо проверять на наличие трещин все сварные швы, а также толщину металла газопроводов технологической обвязки нагнетателя в местах поворотов.

2.6. Разборка и дефектовка вспомогательного оборудования

Валоповоротное устройство.

С крышки переднего блока подшипников ГТУ снять валоповоротное устройство, осмотреть кинематические пары, определить величину контакта в зацеплении. Проверить степень износа зубьев, зазоры, убедиться в отсутствии трещин, задиров и наклепа. Забоины и выкрашивания зубьев на торцах шестерни-гайки и ведомой шестерни устраняются слесарной обработкой. При поломке зубьев или наличии на них трещин шестерню-гайку необходимо заменить. Контакт рабочих поверхностей (по наработке и краске) червячной передачи должен быть не менее 75%. Нормальный осевой зазор в червячной паре первой ступени 0,6—0,7 мм.

Проверить плавность перемещения шестерни-гайки по валу червячного колеса. При этом контакт рабочих поверхностей шлица и винтового паза должен быть не менее 60%. По наличию и величине люфтов определяется износ шарикоподшипников редуктора валоповорота. Сжатым воздухом продуть все каналы подвода масла смазки к подшипникам валоповорота.

Сняв электродвигатель и крышку муфты, проверяют состояние резиновых пальцев эластичной муфты. Сработанные резиновые пальцы заменить на новые. Выявленные дефекты записать в ведомость объема работ.

Турбодетандер и расцепное устройство.

Разборка и дефектовка производится в следующей последовательности.

При разборке и дефектовке этих узлов нужно отсоединить от корпуса трубопроводы, снять торцовую крышку, проверить разбег ротора в упорном подшипнике (0,2÷0,27 мм). Затем снять верхнюю половину корпуса, очистить разъем, определить натяг крышки на вкладыши (0,03÷0,04 мм) и верхний масляный зазор во вкладышах.

Измерить зазоры в масляных уплотнениях, боковые масляные зазоры в подшипниках. Сдвинув ротор в сторону компрессора, измерить осевые зазоры в проточной части между бандажными лентами и лопатками; величины их записать в формуляр.

Проверить от руки плавность перемещения шестерни расцепного устройства вдоль вала. При наличии заеданий записать об этом в ведомость объема работ.

Вскрыть крышку цилиндра сервомотора, измерить зазоры в уплотнениях (диаметральный зазор 0,15÷0,20 мм). Измерить плотность прилегания разъема угольных колец (0÷0,05 мм) и записать в формуляр. Разобрать уплотнение. При осмотрах угольных уплотнений турбодетандера обращается внимание на подвижность угольных сегментов в обойме по радиусу. Осевой зазор между угольными сегментами и обоймой должен быть 0,8 мм.

Малые осевые зазоры могут вызвать заедание сегментов и их быструю выработку, большие же зазоры вызывают утечки пускового газа. Стягивающие пружины угольных уплотнений, имеющие недостаточную упругость и большую коррозию, заменить. Также заменить сегменты, имеющие поломки, сильные истирания, выкрашивания. При увеличенных радиальных зазорах угольные уплотнения пригоняются по валу пропилом стыков с последующей пришабровкой.

Ротор вынуть, осмотреть его, измерить диаметры шеек и записать в формуляр. Проверить прилегание шеек и упорных плоскостей ротора к баббитовой заливке. Тщательно осмотреть лопатки и ленточный бандаж. Неплотно пригнанные шипы необходимо аккуратно подклепать, в местах обрывов бандаж припаять к лопатке. Все дефекты записать в ведомость объема работ.

Камера сгорания.

Перед началом разборки необходимо проверить герметичность кранов № 14 и 15 и плотность фланцевых соединений трубопроводов подвода газа. С фланцевого разъема крышки камеры сгорания удалить теплоизоляционные маты. Затем отсоединить запал, трубопроводы основной,  дежурной и запальной горелок, снять горелочное устройство. Демонтировать крышку камеры сгорания, снять фронтовое устройство, демонтировать огневую часть и смеситель. Металлической щеткой очистить все элементы камеры сгорания (смеситель, регистры, горелки, шпоночные соединения), особенно сварные швы, и осмотреть через 5÷7-кратную лупу.

При необходимости с помощью переносной тали, застропив за приваренные скобы, оттянуть переходной патрубок. После снятия болтов с горизонтального фланца проверить равномерность зазора холодного натяга. Проверить зазоры в телескопическом соединении (10÷15 мм).

Наиболее часто встречающимися дефектами в камере сгорания являются трещины. На лопастном смесителе трещины появляются в основном в сварных швах, могут встречаться также на самих лопастях и в местах приварки лопастей к жаровой трубе. На фронтовом устройстве трещины обычно встречаются в местах приварки лопаток регистров к обечайкам и на самих обечайках («юбках»). На основной горелке трещины бывают в сварных швах, в местах приварки конуса с отверстиями для выхода газа. В переходном патрубке может быть обгорание патрубка гляделки, появление трещин в сварных швах наружного патрубка, что является следствием разрушения внутренней изоляции (усадка, выдувание).

Причинами появления трещин на смесителе могут быть пульсация рабочей среды, вызывающая вибрацию смесителя, резкие перепады температуры рабочей среды при остановках и пусках агрегата, большая длина факела. Трещины на фронтовом устройстве и основной горелке появляются при неправильной центровке основной горелки относительно фронтового устройства и от тепловых деформаций элементов камеры сгорания.

Все перечисленные дефекты относятся в основном к горизонтальным камерам сгорания с переходным патрубком. При осмотре этих камер сгорания необходимо также обратить внимание на состояние талрепа фиксационного пункта и шпонок. Суммарный зазор по шпонке должен быть равен 0,05 мм.

Турбоагрегаты ГТК 10-4 оснащены вертикальными камерами сгорания, конструктивно существенно отличающимися от горизонтальных. У этих камер сгорания наиболее часто встречаются трещины на обечайках стыковых секций жаровой трубы, поломки перемычек окон смесителя, трещины и разрушения узлов крепления жаровой трубы в корпусе (шпоночные соединения, узлы пальцевых фиксаторов). Такие дефекты устраняют ремонтом в соответствии с Инструкцией НЗЛ по техническому обслуживанию и ремонту камеры сгорания И0 3.130—82.

При осмотре камер сгорания горизонтального и вертикального типов необходимо также проверить пружинные опоры. Лапы камеры сгорания должны лежать на всех опорах. Между лапами и опорными подшипниками пружинных опор не должен проходить щуп толщиной 0,05 мм. Все обнаруженные дефекты заносятся в дефектную ведомость объема работ.

Воздухоподогреватели (регенераторы). При каждом среднем и капитальном ремонте регенераторы ГТУ подлежат обязательному внешнему осмотру и проверке на герметичность. Для этого необходимо отсоединить воздухопроводы и установить металлические заглушки толщиной 10—12 мм с паронитовыми прокладками на фланцевых соединениях со стороны входа и выхода воздуха.

На одном из патрубков устанавливается манометр с пределом измерений 5—6 кгс/см2, а к другому подводится сжатый воздух от цехового коллектора собственных нужд или от передвижного компрессора (рис.2.23). Диаметр патрубка должен быть не менее 50 мм. Испытания производятся воздухом с давлением 3 кгс/см2. При этом падение давления в течение 5 мин не должно превышать 2,5 кгс/см2, что соответствует потере не более 0,5% от полного расхода воздуха через секцию. Если в результате сильных утечек воздуха невозможно поднять давление до 3 кгс/см2, необходимо, не снимая давления, осмотреть секцию, устранить обнаруженные дефекты, после чего произвести повторные испытания. Осмотр пакетов секции производится со стороны входа и выхода продуктов сгорания через люки на газоходах. В пакетах не должно быть разрывов, трещин, прогаров и вспучиваний парных профильных пластин. При осмотрах регенераторов обратить внимание на прилегание лап и наличие зазоров в установочных шайбах дистанционных болтов (0,1—0,18 мм). Прилегание лап ко всем опорам должно быть плотным, без зазоров.

Рис 2.23.  Схема опрессовки регенератора.

1 — люк, 2 — коллектор воздуха диаметром 50 мм с давлением 3 кгс/см2; 3 — манометр, 4 — металлические заглушки, 5 — вход и выход воздуха, 6 — вход продуктов сгорания; 7 — выход продуктов сгорания

Воздушные маслоохладители.

На отечественных газотурбинных установках КС, выпускаемых с 1970 г., устанавливаются воздушные маслоохладители с прямым охлаждением масла, а также с промежуточным теплоносителем (вода или антифриз). Во время дефектовки воздушных маслоохладителей визуально определяются места утечек масла и промежуточного теплоносителя. Секции с трубками необходимо очистить от грязи снаружи и внутри и испытать гидравлически давлением согласно техническим условиям на данный аппарат. Уплотнение между секциями должны быть герметичными. Осмотреть визуально состояние редуктора: зубчатую пару на наличие выработки зацепления, подшипники валов редуктора, наличие и качество масла смазки. Проверить надежность крепления лопастей вентиляторов. Приводы жалюзей должны быть исправными, работать без заеданий, жалюзи закрывать плотно; уплотнительную резину в местах вырывов и с другими дефектами заменить.

Маслосистема.

К маслосистеме относятся: маслобак, пусковой и резервный насосы смазки, винтовые маслонасосы, газоотделитель, маслоохладители, инжекторы, запорная арматура (краны, вентили, задвижки, обратные клапаны, маслопроводы Смазки, регулирования, системы уплотнения, сливные маслопроводы)

1. Пусковой и резервный маслонасосы.

Насос отсоединить от нагнетательного трубопровода и снять с маслобака вместе с электродвигателем. Снять трубку для подвода масла к верхнему подшипнику и нижний диск, трубку продуть сжатым воздухом. Вал насоса в собранном виде должен легко проворачиваться от руки. Вскрыть насос, вынуть направляющую втулку и нижнее кольцо, измерить сопрягаемые детали диаметральный зазор в плавающей уплотнительной втулке колеса должен быть в пределах 0,120÷0,185 мм, диаметральный зазор во вкладыше 0,12÷0,16 мм, осевой разбег 0,25÷0,35мм. Измеренные зазоры записать в формуляр. Разобрать насос и осмотреть все детали. Дефектовка вкладышей насоса производится аналогично дефектовке вкладышей турбины. На шлицах муфты насоса не должно быть срезов и смятий граней.

2. Винтовой маслонасос.

Сначала проверяют центровку по полумуфтам валов насоса и электродвигателя. Расцентровка по торцу и окружности не должна превышать 0,05 мм. Перед снятием торцовой наружной крышки проверить наличие ее маркировки (метки). Снять крышку и подпятники, проверить наличие маркировки их с винтами, маркировку расположения винтов в корпусе и между собой. Измерить зазоры между баббитовой заливкой и наружными диаметрами винтов, которые не должны превышать 0,08 мм. Насосы с увеличенными зазорами бракуются и направляются на ремонт. Вынуть и осмотреть винты и подпятники. На нитках винтов на баббитовой заливке не должно быть задиров; натиры на трущихся поверхностях должны располагаться равномерно. Проверить разбеги винтов, каналы подвода смазки в центральном винте и передней втулке продуть воздухом. По разнице между диаметрами расточек подпятников и диаметрами шеек винтов определяют радиальные зазоры в подшипниках. При осмотре блока клапанов проверить плотность прилегания предохранительного и обратного клапанов.

На пусковом клапане не должно быть царапин, выработки, коррозии, забоин, трещин. Пружины с усталостными трещинами, коррозией, а также потерявшие требуемую жесткость заменить. Все дефекты записать в ведомость объема работ.

3 Шестеренчатый маслонасос.

Снять торцовую крышку и проверить наличие маркировки шестерен; нанести ее при отсутствии меток. Очистить разъем. Измерить зазоры в зацеплении шестерен, которые должны составлять 0,2÷0,3 мм. Зазоры между внутренними расточками корпуса и вершинами зубьев должны быть в пределах 0,05÷0,1 мм. По свинцовым оттискам определить осевые зазоры (норма 0,05—0,1 мм). Увеличение радиальных и осевых зазоров свыше 0,08 мм приводит к потере производительности и напора насоса.

Вынув шестерни и вкладыши, измерить диаметры шеек и диаметры расточек вкладышей. Диаметральные зазоры в подшипниках не должны превышать зазоры по вершинам зубьев. Осмотреть все детали насоса на наличие механических дефектов (трещины, выкрашивания и т. д.). Дефекты записать в ведомость объема работ.

4. Маслоохладители.

В маслосистемах с промежуточным теплоносителем применяются маслоохладители-теплообменники типа М-5, М-8. Дефектовка их производится следующим образом. Сначала слить масло и воду через спускные краны. Затем снять трубопроводы подвода и слива воды, сливной пробковый кран, вывернуть сливную трубу, снять крышку корпуса. Проверив наличие маркировки на фланцевых крышках маслоохладителя, трубного пучка и корпуса, извлечь трубный пучок из корпуса и осмотреть его. Проверить наличие маркировки на внутренней крышке трубной доски и снять крышку. Внутреннюю полость корпуса маслоохладителя очистить от грязи и шлама. Трубный пучок механическим или химическим путем очистить от грязи, шлама, отложений солей жесткости внутри трубок. Опрессовать секцию с масляной стороны давлением 7 кгс/см2 в течение 20 ÷ 30 мин. Для этого используют специальное приспособление (рис. 2.24). По падению давления и вытеканию воды из трубок определяют дефектные трубки и нарушение вальцовки в трубных досках. Обнаруженные дефекты записать в ведомость объема работ.

Рис. 2.24. Приспособление для опрессовки маслоохладителей.

1 — приспособление;  2 — трубный  пучок; 3 — резиновая прокладка.

5. Масляный бак.

В начале маслобак осматривают снаружи с целью обнаружения утечек масла по сварным швам. Затем, слив масло, производят внутренний осмотр. Перед внутренним осмотром необходимо демонтировать пусковой и резервный маслонасосы, вынуть фильтры и хорошо провентилировать бак для удаления масляных паров. При осмотре разрешается использовать переносные лампы только во взрывобезопасном исполнении напряжением 12 В. Осмотр должны производить не менее двух человек (один из них — наблюдающий). При внутреннем осмотре определяют характер и степень загрязненности отсеков маслобака и сетчатых фильтров, состояние крепления плоских пружин и целостность сеток. Фильтры, имеющие разрывы сеток, бракуют.

6. Газоотделитель.

При осмотре определяют степень загрязнения распылителя и газоотбойных решеток, крепление решеток гидрозатвора. Проверяют отсутствие утечек масла и газа в машинный зал.

7. Инжекторы.

При дефектовке инжекторов главным образом проверяют состояние сопел. Сопла, имеющие выкрашивания, большие забоины, сильный износ (увеличенный диаметр отверстия), меняют.

8. Запорная арматура. Запорную арматуру (вентили, задвижки, обратные клапаны, краны) проверяют на плотность. Для этого арматуру хорошо очищают внутри от загрязнений и в положении «закрыто» устанавливают на верстак или подставку таким образом, чтобы фланец со стороны входа среды был сверху. Патрубок заливают до краев керосином. При наличии неплотности уровень керосина будет понижаться. Дефектную арматуру ремонтируют. Так же проверяют наличие трещин на корпусах арматуры и другие механические дефекты.

2.7. Очистка и промывка узлов и маслопроводов

При ремонте газотурбинных установок в условиях КС применяют механический способ и промывку различными растворами.

При механическом способе очистки ржавчина, окалина, старая краска, отвердевшие наслоения масла и другие отложения снимаются с деталей шаберами, щетками, механизированными шарошками, роторными машинками и другими переносными приспособлениями. Этим способом очищают детали проточной части турбины, камеры сгорания, разъемы корпусов, регенераторы, поверхности оборудования, корпусов турбоустановки и трубопроводов перед покраской.

Детали машины промывают в керосине или соляровом масле. Для этого используют противни, изготовленные из листового железа. Особое внимание обратить при промывке вкладышей подшипников на очистку каналов подвода масла и на другие труднодоступные места.

Для механизации этого трудоемкого процесса применяют передвижные моечные машины, в которых детали промывают струей из насоса. На рис. 2.25 показана передвижная моечная машина, состоящая из тележки 1 с закрепленной ванной 4, в нижней части которой установлена сетка 3. Для промывки мелких деталей на боковой стенке ванны служит полка 5. Ванна закрывается крышкой 6. Через патрубок 2 загрязненная жидкость сливается в бачок 10, в котором перегородки 11 из мелкой сетки образуют отстойники. Электронасос 9 по трубе и бензостойкому шлангу 7 нагнетает жидкость для промывки деталей.

Рис. 2.25. Передвижная моечная машина.

1 — тележка; 2 — патрубок; 3 — сетка; 4 — ванна; 5 — полка; 6 — крышка; 7 — бензостойкий шланг; 8 — труба; 9—электронасос; 10 — бачок; 11 —перегородки отстойника.

После промывки вкладыши, зубчатые муфты, элементы системы регулирования и другие ответственные детали необходимо протереть насухо чистыми салфетками. Керосином или соляровым маслом также промывают картеры подшипников.

Особенно трудоемка очистка проточной части осевого компрессора. Частичная очистка ее производится на работающем агрегате перед остановкой в плановый ремонт путем засыпки во всасывающий тракт осевого компрессора 5—6 ведер косточковой крошки, просяной лузги или других веществ, не содержащих смол. Для этой же цели можно использовать специальный раствор – моющую жидкость марки М-1, М-2. Раствор вспрыскивается на всас осевого компрессора при прокручивании ротора ТВД от турбодетандера с частотой вращения 1500 мин-1 и работе ГТУ от дежурной горелки. При этом необходимо обязательно отглушить подачу воздуха от осевого компрессора в систему охлаждения.

После вскрытия машины полная очистка лопаточного аппарата производится 5%-ным раствором тринатрийфосфата, подогретого до 80—90°С, водяным паром или керосином. Работа эта выполняется вручную щетками и салфетками и очень трудоемка. Поэтому большое значение имеет механизация этого процесса, заключающаяся в следующем. На загрязненные лопатки, бочку и статор компрессора через специальный струйный инжектор подается маршаллитовая пульпа (1 часть маршаллита и 3 части горячей воды). Схема очистки ротора осевого компрессора показана на рис. 2.26. После очистки проточную часть осевого компрессора просушить сжатым воздухом.

Рис 2.26. Схема очистки ротора осевого компрессора.

Самая трудоемкая операция — очистка маслоохладителей и маслопроводов. При очистке маслопроводов и масляных полостей маслохолодильников применяют дихлорэтан, трихлорэтилен и тринатрийфосфат. Отдельную секцию маслопровода заглушают с одной стороны деревянной пробкой, заполняют на 2/3 объема дихлорэтаном или трихлорэтиленом и заглушают такой же деревянной пробкой с противоположной стороны. После этого секцию в течение 15—20 мин взбалтывают и затем, слив жидкость в специально отведенную для этого емкость - сборник, промывают трубу горячей водой до тех пор, пока взятая в пробирку проба при смешении с 2—3 каплями 10%-ного азотнокислого серебра не будет изменять свою окраску и прозрачность, что указывает на отсутствие растворителя. Очистка секции маслоохладителя производится аналогично. После очистки трубы и маслоохладители сушат сжатым воздухом, смазывают чистым маслом и заглушают до сборки. При использовании дихлорэтана и трихлорэтилена необходимо помнить, что они чрезвычайно ядовиты. Поэтому при работе с ними необходимо обеспечить приточно-вытяжную вентиляцию и работать в противогазах.

Промывка с использованием 5%-ного раствора тринатрийфосфата может выполняться двумя способами.

1. Промывка с полной разборкой маслосистемы. В специально изготовленную ванну (габаритные размеры ее выбираются исходя из размеров наибольшей секции), заливают 5%-ный раствор тринатрнйфосфата, температура которого должна поддерживаться в пределах 70—80°С. В эту ванну укладывают секции разобранного маслопровода и выдерживают в течение 30 минут.  После этого секции вынимают, промывают горячей водой до нейтральной реакции по фенолфталеину, и сушат сжатым воздухом. Готовые секции смазать чистым маслом и заглушить с обеих сторон до сборки. Трубные пучки маслоохладителей при этом способе очистки погружают в раствор на 6—8 ч.

2. Очистка без разборки маслосистемы. Вначале необходимо подготовить схему прокачки. Система гидродинамического регулирования при этом отключается. Очистку и промывку ее необходимо производить индивидуально с полной разборкой всех узлов и трубок. При этом применение водного раствора тринатрийфосфата нежелательно, а предпочтительно применять керосин. Вкладыши подшипников, во избежание корродирования баббитовой заливки от контакта с тринатрийфосфатом, необходимо удалить. Для подогрева раствора тринатрийфосфата смонтировать на маслобаке ТЭНы или подсоединить в систему циркуляции масла бачок — теплообменник вместимостью 0,5—1 м3 со змеевиком, через который проходит горячая вода из системы отопления.

Циркуляция моющей жидкости происходит по схеме маслобак — маслонасосы — инжекторы — маслоохладители — напорные трубопроводы — картеры подшипников турбины, редуктора, центробежного нагнетателя — сливные трубопроводы.

Сначала в течение 8—10 ч весь контур необходимо промыть горячей водой. Затем систему заполняют 5%-ным раствором тринатрийфосфата и прокачивают с подогревом всего контура до 70—80°С. Затем раствор заменяют свежим и повторяют 8-часовую прокачку. При этом сливная труба должна располагаться в маслобаке так, чтобы она была заполнена раствором на все сечение. После окончания прокачки и слива грязного раствора всю систему необходимо несколько раз промыть горячей водой до нейтральной реакции по фенолфталеину. Затем воду сливают и систему промывают чистым маслом с подключенной центрифугой. После полного удаления воды из системы использованное масло слить и направить на регенерацию.

В условиях КС применение тринатрийфосфата для промывки маслосистем предпочтительнее по сравнению с дихлорэтаном, так как он менее дефицитен, непожароопасен, способствует образованию защитной фосфатной пленки на очищенных поверхностях. Однако при гидролизе тринатрийфосфата образуется щелочь, потому при работе по промывке необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе со щелочами.

Трубки пучков маслохолодильников на водяной стороне в процессе работы покрываются отложениями карбонатов кальция, магния, толщина которых зависит от временной (карбонатной) жесткости воды. Эти отложения сильно уменьшают эффективность теплообмена, что сказывается на режиме работы  всей турбоустановки. Водяную полость очищают от отложений солей механическим и химическим путем.

Механическую очистку производят с помощью металлического прутка-шомпола со специальной насадкой — спиральным пером, приводящимся во вращение ручной пневмодрелью. В пространство между шомполом и трубкой подается вода для вымывания снятых отложений. После полного удаления накипи трубки необходимо еще раз прочистить шомполом с намотанной на конце хлопчатобумажной обмоткой. Механический способ очистки пучков маслоохладителей трудоемок и непроизводителен. К тому же не исключена возможность повреждения трубок пером при неосторожном обращении.

Более прогрессивен химический способ очистки 3%-ным раствором ингибированной соляной кислоты. Ингибитором могут быть столярный клей, уротропин, формалин, фурфурол. На 1 л раствора добавляют 2 г ингибитора. Температура раствора при очистке должна быть около 30°С. На рис. 2.27 показана установка, применяющаяся на КС для химической очистки водяной полости маслоохладителя. Установка состоит из бака вместимостью 100 л, кислотного насоса с подачей 3—5 м3/ч и напором 15— 40 м, резиновых шлангов разного диаметра. Шланги диаметром 30—40 мм используются для прокачки раствора, а диаметром 15—25 мм — для отвода выделяющихся углекислых газов.

Рис. 2.27. Схема соединений при химической очистке масляной системы.

М — маслоохладитель; Н — насос; Б — бак.

Для очистки одного маслоохладителя типа М8 при толщине отложений 0,5—1,5 мм, как показал опыт, требуется 20 л 18%-ной соляной кислоты, растворенной в 100 л воды. Раствор готовится в следующей последовательности: в баке с водой тщательно растворяется ингибитор, затем при постоянном перемешивании, заливают соляную кислоту. При недостаточном перемешивании может остаться неингибированная соляная кислота, от которой корродируют латунные трубки маслоохладителя. Химическая очистка производится в течение 20—25 мин при непрерывной циркуляции моющего раствора. Холодильник при этом должен быть отключен задвижками от водопроводов системы охлаждения. После очистки вентили на кислотных линиях закрываются и маслоохладитель в течение 2—3 мин промывают водой из системы водоснабжения. После этого схема разбирается.

Для проверки плотности очищаемого холодильника из него берут анализ масла на содержание воды до очистки. Эту проверку повторяют ежедневно в течение первой недели эксплуатации.

При работе с кислотой необходимо соблюдать правила по технике безопасности: бутыль с кислотой в обрешетке два рабочих переносят не выше 10—15 см от пола. Рабочие должны быть в спецодежде (сапоги, резиновые перчатки и фартук, защитные очки). На месте производства работ должен иметься запас кальцинированной соды (10—15 кг) для нейтрализации пролитой на пол кислоты, а также 1%-ный раствор питьевой соды для полоскания рта и нейтрализации попавшей на кожу тела или одежду кислоты.

Кислоту, попавшую на кожу или в глаза, необходимо немедленно обильно смыть прохладной водой, а затем пораженные участки промыть 1%-ным раствором питьевой соды.

3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОЛОМАННЫХ И  ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ

3.1.  Частичное использование изношенных деталей

Многие детали оборудования могут быть повторно использованы при ремонте посредством удаления изношенной части и замены ее вновь изготовленной.

Рис. 3.1.   Способы восстановления  деталей:   а — при   помощи   установки нового   хвостовика  на   резьбе;    б — установка   нового   хвостовика   запрессовкой   с  обваркой  места соединения; в — запрессовкой нового  хвостовика с посадкой на шпильку

Рис. 3.2. Способы восстановления деталей: а и б — исправление корпуса фрикциона и хвостовика шпинделя установкой новой части детали с последующей приваркой; в — замена изношенной шестерни с закреплением новой резьбовыми шпильками

Этот способ восстановления используют в тех случаях, когда у крупной, металлоемкой и сложной детали к моменту ремонта машины оказывается изношенной сверх допустимого лишь одна ее часть, в то время как большая часть поверхностей не имеет износа или износ их находится в допустимых пределах. Некоторые примеры применения этого способа восстановления показаны  на рис.  3.1—3.4.

Достаточно часто указанным способом восстанавливают изношенные зубчатые секторы,  ступенчатые  валы и другие детали.

Использование неизношенной части деталей особенно часто применяют при восстановлении составных блоков зубчатых колес, составных ходовых винтов.

Рис. 3.3. Способы восстановления сломанных зубьев крупных зубчатых  колес тихоходных   передач

Рис.   3.4.   Восстановление   крупных  зубчатых   колес  тихоходных  передач   вставкой секторов с креплением винтами

Повторное использование изношенных деталей практикуют в случае одностороннего износа винтов и шестерен путем их перевертывания (рис. 3.5). В нереверсивных передачах такой способ является допустимым при текущих ремонтах.

Рис. 3.5. Восстановление работоспособности шестерни перевертыванием:

1 — изношенная   деталь;  2 — перевернутая деталь; 3 — кольцо

Изношенные ходовые винты и поломанные валы соединяют со вновь изготовленной частью способами, показанными на рис. 3.6.

в)

Рис. 3.6. Способы восстановления поломанных валов: а — при помощи прессовой посадки наделываемой части и постановкой шпильки; б — при помощи прессовой посадки и обварки места соединения; в — при помощи сварки соединяемых частей

3.2.  Восстановление деталей механическим обжатием и раздачей

Некоторые детали типа втулок можно восстанавливать обжатием их под прессом при помощи матрицы и пуансона (рис. 3.7). Внутренний диаметр втулки уменьшается при этом на величину износа и припуска на обработку. Наружный диаметр втулки после обжатия наращивают металлизацией, хромированием- или наплавкой с последующей обработкой под размер.

Втулки можно также реставрировать вырезанием паза и сжатием. Уменьшение внутреннего диаметра втулки при ее сжатии дано в табл. 3.1.

Полые цилиндрические детали, у которых рабочей поверхностью является наружная (например, поршневые пальцы, некоторые конструкции толкателей двигателей внутреннего сгорания и т. п.), можно восстанавливать раздачей, продавливая на прессе через внутреннее отверстие стальные шарики.

Рис. 3.7. Восстановление втулок обжатием

3.1 Уменьшение внутреннего диаметра втулки при ее сжатии

Сжатие паза в мм	Уменьшение диаметра втулки в мм	Сжатие паза в мм	Уменьшение диаметра втулки в мм	Сжатие паза в мм	Уменьшение внутреннего диаметра в мм	Сжатие паза в мм	Уменьшение внутреннего диаметра в мм
0,5	0.159	2,5	0,796	5,0	1,59	8,0	2.54
0.8	0.255	3,0	0.96	5,5	1,75	8,5	2,7
1,0	0.320	3,5	1,11	6,0	1,9	9,0	2,86
1,2	0,38	4,0	1,27	6,5	2,1	9,5	3,02
1,5	0.48	4,5	1,43	7,0	2,2	10	3,18
2,0	0.64			7,5	2,39

3.3.  Клеевые соединения и синтетические клеи

3.3.1.  Особенности клеевых соединений

Склеивание однородных и разнородных материалов — один из прогрессивных способов получения неразъемных соединений. При ремонте оборудования склеивание применяют также для восстановления некоторых поломанных и изношенных деталей.

Склеивание как способ получения неразъемных соединений имеет следующие положительные свойства:

•  возможность соединения разнородных материалов при весьма малой их толщине;
•  отсутствие необходимости нарушения целостности сопрягаемых изделий сверлением отверстий;
•  равномерное  распределение  напряжений  в  соединении.

Клеевые соединения герметичны, обеспечивают в отличие от заклепочных и болтовых соединений гладкую поверхность изделий, что способствует снижению веса конструкции.

К  недостаткам  клеевых  соединений следует  отнести:

•  относительно низкую прочность на односторонний неравномерный отрыв (отдир);
•  меньшую долговечность по сравнению со сварными и клепаными соединениями;
•  невысокую теплостойкость.

Клеи на основе органических полимеров могут длительно работать только при температурах 200÷250°С и кратковременно при 300÷350°С. Теплостойкость клеев из некоторых элементоорганических и неорганических полимеров достигает 1000° С и выше, однако ввиду недостаточной их эластичности они находят ограниченное применение.

В металлических силовых конструкциях наиболее распространены клеевые соединения встык или внахлестку. Однако соединения встык в чистом виде применяют редко, так как их прочность из-за нетехнологичности склеивания резко снижается. Поэтому стыковые соединения выполняют преимущественно в сочетании с соединениями внахлестку.

В соединениях внахлестку при действии внешних усилий возникают преимущественно напряжения сдвига, но на участках, близких к периферии площади склеивания, могут появляться и напряжения растяжения в направлении, перпендикулярном плоскости склеивания, что может приводить к возникновению отдирающих усилий.

При действии растягивающих нагрузок на соединенные внахлестку элементы конструкции, максимальные напряжения растяжения возникают у границ клеевого соединения. Такое распределение деформаций наблюдается не только в клеевых, но и в заклепочных и сварных соединениях внахлестку.

Некоторые виды клеевых соединений показаны на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Виды клеевых соединений: а, з — нерекомендуемые; б, 9, е, к — удовлетворительные;   в, г, як, и, л — хорошие; м — тавровые соединения; н — соединения труб

Клеевые соединения лучше выдерживают сдвиг и хуже — неравномерный отрыв. Поэтому в случаях, когда клеевые соединения могут подвергаться неравномерному отрыву, отдиранию, следует предусматривать меры по усилению, например, можно усиливать конструкцию приклеиванием местных накладок, подкреплением заклепками или точечной сваркой. При изготовлении конструкции из тонких металлических листов целесообразно для усиления конструкции механически скреплять края склеиваемых деталей заклепками или точечной сваркой.

При расчете прочности клеевых соединений необходимо учитывать, что на прочность склеивания влияют природа металла, характер предварительной обработки поверхности, нарушения заданного режима склеивания, колебания в прочностных свойствах клея, характер напряжения, условия эксплуатации и другие факторы. При использовании одного и того же клея прочность клеевых соединений черных металлов выше, чем клеевых соединений алюминиевых и медных сплавов.

3.3.2. Характеристики клеев и области их применения.

Клеи получают на основе веществ природного происхождения (казеиновый, мездровый, шеллачный и др.) и синтетических материалов.

Синтетические клеи представляют собой обычно композиционную систему, состоящую из связующего, растворителя, наполнителя, пластификатора и катализатора или отвердителя.

Связующее обладает клеящими свойствами и обеспечивает прочность соединения.

Растворители регулируют вязкость клея.

Наполнители (металлические порошки, окислы металлов, волокнистые материалы) вводят в клеевую композицию для увеличения прочности, уменьшения усадки и коэффициента термического расширения, а также для регулирования вязкости клея.

Пластификаторы понижают хрупкость клеевой пленки.

Катализаторы  или  отвердители  ускоряют  реакцию  отвердения  клея.

Клеи для силовых конструкций (конструкционные клеи). Клеи БФ-2 и БФ-4 (ГОСТ 12172—66) широко применяют в машиностроении. Они представляют собой спиртовые растворы фенолоформальдегидной смолы, совмещенной с поливинилбутиралем.

При помощи этих клеев могут быть склеены металлы, пластмассы (в том числе органическое стекло), керамика, дерево, фанера, фибра, эбонит, бумага и другие материалы. Для склеивания термопластов рекомендуется применять клей БФ-4.

Склеенные клеями БФ-2 и БФ-4 металлические плиты могут подвергаться механической обработке без нарушения клеевых швов. Клеевые соединения устойчивы к перепадам температур от —60 до +600 С. Прочность клеевых соединений на клеях БФ-2 и БФ-4 зависит от температуры отвердения. Температура отвердения 160—175° С обеспечивает максимальную прочность, выше 175° С прочность резко падает.

Для улучшения технологических свойств клея БФ-2 и БФ-4 разработана клеевая пленка, представляющая собой капроновое полотно (размер ячейки 0,5x0,5 мм), пропитанное клеем БФ-4 (пленка НИАТ-I) или БФ-2. Армированная клеевая пленка клея БФ-2 имеет на 30—50% более высокие показатели прочности, чем клей БФ-2. Для изготовления армированной клеевой пленки не требуется специального оборудования. Срок хранения такой пленки достаточно велик.

Клей БФ-2 применяют при необходимости получения большей теплостойкости шва, а БФ-4 — при большей его эластичности. Клеевые соединения на клеях БФ-2 и БФ-4 обладают удовлетворительной водостойкостью, устойчивы при воздействии минеральных масел и бензина. Они обладают удовлетворительными диэлектрическими свойствами.

Клей ВК-32-200 на основе фенолформальдегидной смолы (лак ИФ по ТУ 35-ЭП-255-64) и акрилонитрального каучука с отвердителем (продукт № 3 — по ТУ № 252—61) применяют для склеивания однородных (металлы и пластмассы) и разнородных материалов (металлов с пластмассами). Прочность клеевых соединений: предел прочности при сдвиге для стали составляет 200 кГ/см2, при температуре 200° С — до 90 кГ/см2.

Ценным свойством клея ВК-32-200 является эластичность. Клеевые соединения, выполненные на этом клее, устойчивы к действию высоких температур от —60 до +200° С, воды, керосина, минерального масла, бензина, тропического климата (относительная влажность 98%, температура 50° С). Клей устойчив к действию микроорганизмов (грибостоек) и не вызывает коррозии цветных и черных металлов.

Клеи ВС-10Т и ВС-350 предназначены для склеивания металлов (стали, дуралюмина) и теплостойких неметаллических материалов (стеклотекстолит), а также для приклеивания их к металлам. Они достаточно водостойки. Масло, керосин, бензин практически не влияют на свойства клеевых соединений.

Клей ВС-10Т на основе фенолформальдегидной смолы, полиацеталя и алкоксисилана в органических растворителях (ТУ УХП285-62) используют для наклеивания фрикционных накладок к тормозным колодкам. Клеевые соединения накладок со сталью на этом клее обладают прочностью, близкой к прочности фрикционного материала. Клей ВС-10Т хорошо заполняет все неплотности в клеевом соединении, но мало эластичен, поэтому его рекомендуется применять для соединений, не работающих на неравномерный отрыв. Предел прочности при сдвиге соединений сталь — сталь на клее ВС-10Т составляет 180 кГ/см2 при 20° С и 60—70 кГ/смг при 300° С.

Клеевые соединения на клее ВС-10Т выдерживают нагревание при 200° С в течение длительного времени (200 ч) и кратковременное (5 ч) при 300° С.

Клей ВС-350 отличается от клея ВС-10Т тем, что содержит фенолоформальдегиднофурфурольную смолу (МРТУ-6-05-1216-69). Соединения имеют прочность при сдвиге, близкую к прочности клеевых соединений на клее ВС-10Т, но обладают значительно большей прочностью при равномерном отрыве и более высокой длительной прочностью при повышенных температурах.

Клеевые соединения на этом клее выдерживают нагревание при 200° С (200 ч) и кратковременно (5 ч) при 350° С, предел прочности при сдвиге 60 кГ/см2.

Клеи на основе эпоксидных смол отвердевают с небольшими усадками при комнатной и при повышенных температурах, без выделения побочных веществ.

Клеевые композиции на основе эпоксидных смол обладают хорошими физико-механическими свойствами и адгезией к различным материалам, а также высокими диэлектрическими показателями. Они стойки к минеральным маслам, бензину, керосину и другим органическим растворителям, а также к действию разбавленных кислот и щелочей. Водостойкость клеевых соединений на клеях, отверждаемых аминами (полиэтиленполиамин, гексаметилендиамин и др.), при склеивании металлов удовлетворительная, а при соединении древесины с металлом — низкая. Клеевые композиции без пластификатора имеют более высокую прочность и теплостойкость, но более хрупкие.

Клеи горячего отверждения отличаются более высокой прочностью и теплостойкостью. Рекомендуется, если позволяют габариты и материал, изделия, склеенные клеями холодного отверждения, дополнительно прогревать до температуры 70—200° С.

Сила сцепления (адгезия) эпоксидных клеев холодного отверждения с большинством металлических поверхностей значительно ниже сил когезии самого клея. Этим объясняется то, что отрыв, как правило, происходит от одной из поверхностей склеивания, что зачастую объясняют нарушением технологии, недостаточной толщиной клеевой пленки и т. д. Иногда это можно устранить предварительным нанесением на одну или обе склеиваемые поверхности тонкого слоя клея (того же или другого состава) с последующим отверждением, после чего следует склеить клеем холодного отвердения по принятому режиму.

За последние годы синтезировано и выпускается большое количество эпоксидных смол, позволяющих изготовлять клеи различного назначения.

Эпоксидными клеями склеивают изделия из однородных и разнородных металлов (к олову и облуженной поверхности адгезия эпоксидных клеев низкая), пластмасс, фарфора, стекла и других материалов. Эпоксидные клеи используют для контровки болтов, заделки пороков литья, их применяют в клеесварных, клеезаклепочных и клеерезьбовых соединениях.

Примерными клеевыми композициями холодного отверждения на основе эпоксидных смол являются следующие:

1. Эпоксидная смола ЭД-5 или ЭД-6 (ГОСТ 10587—63) 100 вес. ч.; пластификатор — дибутилфталат (ГОСТ 8728—68) 10—15 вес. ч.; наполнитель (порт-индский цемент марки 400, металлические порошки и др.) — от 40 до 100 вес. ч.; отвердитель — полиэтиленполиамин (СТУ-49-2529-62) 12—14 вес. ч. или гексаметилендиамин (СТУ 12-10242-63) 8—10 вес. ч. (или кубовый остаток гексаметилендиамина по ТУ 6-01-92-66).

2. Эпоксидная смола ЭД-5 или ЭД-6  100 вес. ч.; эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 (МРТУ-6-05-1223-69) 30 вес. ч.; полиэтиленполиамин 18 вес. ч.

Примерными клеевыми композициями горячего отверждения на основе эпоксидных смол являются следующие:

1. Эпоксидная смола марки ЭД-6 или ЭД-5 100 вес. ч.; отвердитель — три-этаноламин (СТУ 12-10-126-61) 10 вес. ч.; классификатор — дибутилфталат 10 вес. ч.

2. Эпоксидная смола ЭД-5 или ЭД-6 100 вес. ч.; продукт № 254 (ВТУП-176-69) 20—22 вес. ч.; наполнитель 3—60 вес. ч.

3. Эпоксидная смола 100 вес. ч.; малеиновый ангидрид (ГОСТ 5854—68) 30 вес. ч.

Эпоксидные клеи горячего отверждения выпускают в виде прутков (эпоксид ПP) и в виде порошков (эпоксид П). Они представляют собой системы на основе твердой эпоксидной смолы Э-41 с отвердителем. Эти клеи предназначены для склеивания металлов (стали, дуралюмина, магния) между собой и со стеклотекстолитами, стеклом, фарфором, пластмассами, деревом и другими материалами. Клеи не токсичны, а клеевые соединения устойчивы к длительному воздействию повышенных (100° С в течение 500 ч) и переменных (от —60 до +100° С) температур, воды, бензина, керосина, масла и ацетона. В тропических условиях прочность клеевых соединений понижается на 10—30% в течение года. Клеи грибостойки и не вызывают коррозии металлов.

Предел прочности при сдвиге σсд соединений на клее эпоксид ПР для стали 30ХГСА составляет:

Температура в оС .......................      20        60        —60

σсд в кГ/смг  .................................     342       355        312

Для дуралюмина,   анодированного  при 20° С,  σсд = 123  кГ/см2.

Для повышения теплостойкости эпоксидные смолы модифицируют элементоорганическими соединениями.

Представителем таких клеевых композиций является клей ВК-1. Клеевые соединения на клее ВК-1 выдерживают длительное (300 ч) нагревание до 150° С, устойчивы к переменным температурам (от —60 до +150 0С) и обладают длительной прочностью.

Клей ВК-1 применяют для клеевых, клеесварных, клеезаклепочных и клее-резьбовых соединений из стали, дуралюмина, титановых сплавов.

Прочность клеесварных соединений более чем в 3 раза превышает прочность сварных швов при 20° С и почти в 2 раза — при 150° С.

Предел прочности при сдвиге клеевых соединений стали при 20° С σсд = 210 кГ/см2.

Модификация эпоксидных смол алифатическими эпоксидными смолами (например, ДЭГ-1) или жидкими полисульфидными полимерами (тиоколы) позволяет получать клеи повышенной эластичности, которые пригодны для склеивания металлов, а также для приклеивания к металлам стеклотекстолитов, тканей и других неметаллических материалов.

Клей 88 и 88Н (МРТУ 38-5-880-66) служит для приклеивания вулканизованных резин к металлам, стеклу и другим материалам, а также для крепления к металлам некоторых теплоизоляционных материалов без последующей вулканизации. Клей 88 представляет собой растворы резиновой смеси на основе севанитового каучука и бутилфенолформальдегидной смолы марки 101 в смеси этил-ацетата и бензина «Галоша» в отношении 2 : 1, а клей 88Н вместо севанитового каучука содержит наиритовый каучук. Предел прочности при сдвиге клеевого соединения сталь — сталь 25 кГ/см2. Термообработка клеевого шва при 90° С в течение нескольких часов дает более высокие показатели прочности, чем выдержка при комнатной температуре.

Вулканизованная клеевая пленка стойка к воде, но не стойка к минеральным маслам, керосину, бензину. Она склонна к старению. Для крепления резины к металлу, дереву, бетону и другим материалам без нагрева и давления предназначен самовулканизующийся клей 78-БЦС (ТУ 38-5-227-68). Благодаря теплостойкости (до 100° С) и водостойкости клеевого соединения клей может быть рекомендован для изделий, эксплуатируемых в условиях жаркого и тропического климата. Клей 78-БЦС обладает высокими адгезионными свойствами ко многим резинам и тиоколовым герметикам, увеличивает долговечность и надежность резино-металлических конструкций.

Кроме того, клей 78-БЦС позволяет получить пленку оптически прозрачную.

Перед нанесением клея склеиваемые поверхности обезжиривают бензином и просушивают. Время, необходимое для достижения оптимальной прочности клеевого соединения, колеблется от нескольких часов до суток, в зависимости от склеиваемых резин, температуры и относительной влажности воздуха. Нагревание или термообработка ускоряют процесс вулканизации клея и повышают прочность шва.

Клей лейконат (ТУ МХП 284-62) служит для склеивания невулканизованной резины с металлами (с последующей вулканизацией). Вулканизованная клеевая пленка обладает стойкостью к керосину, бензину и минеральным маслам, грибо-стойка, морозостойка до —40° С, кратковременно работает при 150° С.

Клей ЛН представляет собой смесь растворов клея лейконата и 16—20%-ного раствора наирита (полихлоропреновый каучук) в дихлорэтане, взятых в соотношении   1 : 3. Этим клеем склеивают холодным способом (при 20—30° С) и при температуре 70° С следующие материалы: бессернистые и обычные резины, войлок, кожу с металлами, деревом, керамикой, а также все указанные материалы между собой, полистирол,  органическое стекло с металлами, полиамиды, лакоткани, пленки целлофана,  поливинилхлоридный пластикат.

Прочность склеивания 8—25 кГ/см2 и практически не изменяется в течение 4—5 лет эксплуатации в различных атмосферных условиях. Клеевой шов теплостоек (до 130° С) и морозостоек (до —60° С), устойчив к маслам, влаге, обладает эластичностью, грибостойкостью и не горит.

Термопреновый клей (ТУ 351-Н) применяют для склеивания невулканизованных резин, резины с металлом. Теплостойкость клея до 50° С. Вулканизованное клеевое соединение не стойко к минеральным маслам. При склеивании резины со сталью предел прочности при сдвиге 4—5 кГ/см2.

Клей наиритовтлй 4АН (СТУ 30-12193-61) применяют для склеивания вулканизованных резин и резино-тканевых материалов без последующей вулканизации. Клей пригоден также для склеивания этих материалов в невулканизованном состоянии с последующей вулканизацией.

Клеевая пленка после вулканизации стойка к маслам, но недостаточно устойчива к керосину и не стойка к бензину.

Для крепления к металлам вулканизованных резин на основе различных типов силоксановых каучуков может быть использован клей КТ-30 (ВТУ-П-63-64), представляющий собой 80—90%-ный раствор кремнийорганической смолы в бензоле или толуоле. Клей обеспечивает надежное крепление в интервале температур от —60 до +300° С, выдерживает длительное старение при температуре 200— 250° С, стоек к воздействию влаги.

Прочность крепления вулканизованной резины ИРП-126в к стали 30ХГСА при испытании в нормальных условиях 15—20 кГ/см2, а при 200° С—6—10 кГ/см2.

При склеивании поверхность резины освежают бензином «Галоша», а поверхность металла обрабатывают металлическим песком пли наждачной бумагой № 24—36, а затем обезжиривают бензином «Галоша». Обезжиривание производят за 10—15 мин до склеивания.

Клей БФ-6 (ГОСТ 12172—66) служит для склеивания тканей, а также для приклеивания тканей и пластмасс к металлам.

Склеивание органического стекла до последнего времени производится растворами полиметилметакрилата в органических растворителях. Одним из таких является 2—5%-ный раствор органического стекла в дихлорэтане. Недостатком этих клеев является образование трещин («серебра») на поверхности склеенного органического стекла. Для предотвращения вредного действия паров органических растворителей (дихлорэтана) рекомендуется производить местный отсос паров.

К клеям, длительно не вызывающим появление «серебра», при склеивании органического стекла, относится клей ВК-32-70а на основе полиэфиракрилатов. Этот клей не содержит растворителей и компонентов, разрушающих органическое стекло и другие термопласты. Клей не токсичен. Толщина клеевой пленки 0,01—0,75 мм не влияет на прочность.

Клеевые соединения органического стекла на клее ВК-32-70а обладают хорошими показателями прочности при скалывании, растяжении и отрыве в интервале температур от —60 до +60° С. Продолжительное действие на клеевые соединения повышенных (80° С) и переменных температур, а также воды и атмосферных условий не снижает прочности склеивания.

Для склеивания поливинилхлоридных пластиков используют различного состава клеевые композиции. Чаще всего применяют 10—20%-ные растворы перхлорвиниловой смолы (ТУ МХП № 4274-54) в дихлорэтане. Поливинилхлорид с металлом соединяют клеями ПФЭД и ПЭД.

Клей ПФЭД содержит эпоксидную смолу марки ЭД-5 (100 вес. ч.), поливинилхлорид ПФ-4 (3 вес. ч.), диоктилфталат (3 вес. ч.), циклогексанон (55 вес. ч.), толуол (34 вес. ч.) и полиэтиленоролиамин (15 вес. ч.).

Клей ПЭД содержит эпоксидную смолу ЭД-5 (100 вес. ч.), перхлорвиниловую смолу (20 вес. ч.), циклогексанон (10 вес. ч.), метиленхлорид (90 вес. ч.) и полиэтиленполиамин (15 вес. ч.).

Для склеивания винипласта может быть использована клеевая композиция, в состав которой входит перхлорвиниловая смола (40 вес. ч.), стирол (60 вес. ч.) и перекись бензоила (4 вес. ч.). Перекись бензоила вводят в композицию перед склеиванием.

Перхлорвиниловыми клеями склеивают кожу и резину. В состав этих клеев входит перхлорвиниловая смола (20,4 вес. ч.), этилацетат (32,5 вес. ч.), бутил-ацетат (14,4 вес. ч.), дибутилфталат (7,2 вес. ч.), бензин (18,1 вес. ч.) и перекись бензоила (7,4 вес. ч.).

Нитроцеллюлозный клей АК-20 используют при склеивании ткани, кожи, картона и дерева.

Для склеивания пленочных материалов на нитрооснове используют клеи следующих составов:

1) ацетон (75 мл),  амилацетат (25 мл),  колоксилин (5 мл);

2) этилацетат (75 мл), бутилацетат (25 мл).

Для склеивания пленок на триацетатной основе применяют клеи следующих составов:

1) хлороформ (85 мл), этиловый спирт-ректификат (15 мл), триацетатная пленка (1 г);

2) хлороформ (75 мл), этиленхлоргидрон (25 мл), диметилфталат и дибутилфталат (4 мл).

Клей на хлороформе ядовит и при массовой склейке необходимо выполнять работы под вытяжкой.

Прочные соединения пленочных материалов получаются при применении диоксансодержащих клеев следующих составов:

для триацетатных пленок:

диоксан (50 мл), ацетон (50 мл), триацетатная пленка (1 г);

для пленок на нитроцеллюлозной основе:

диоксан (20 мл), метилацетат (80 мл), нитропленку  (2 г).

Универсальный клей для склеивания пленочных материалов на нитроцеллюлозной, триацетатной и диацетатной основе содержит в своем составе этилен-хлоргидрин (75 мл), ацетон (25 мл), нитроцеллюлозную пленку (1 г).

Липкие пленки. Основное свойство — длительное время не теряют липкости, легко прилипают к различным материалам.

Такие пленки используют:

-при окраске деталей для защиты мест, не подлежащих покрытию;

-для  крепления деталей при  операциях сборки и обработки;

-при временной герметизации узлов, а также тары, например контейнеров для транспортировки изделий;

-для  предохранения  деталей  от  повреждений  при  транспортировке.

Промышленность выпускает полиэтиленовые пленки (СТУ 30-14384-65) и полихлорвиниловые ленты (СТУ 30-12328-62) с липким слоем. Последний состоит из полиизобутилена с различным молекулярным весом.

Для склеивания оптических деталей из силикатного стекла может быть использован клей, в состав которого входит метилметакрилат (45 мл), бутилметокрилат (135 мл) в ксилоле (75 мл). Инициатором служит перекись бензоила (3,2 г).

3.3.3 Технология склеивания

Технология склеивания включает подготовку поверхностей, приготовление клеевых композиций, нанесение их на склеиваемые поверхности, открытую выдержку, сборку и выдержку под давлением при определенной температуре.

Технология склеивания должна обеспечить полное удаление из клеевой пленки растворителя, предупреждать усадку, а также способствовать получению небольшой толщины клеевой пленки во избежание появления внутренних напряжений. Клеи следует наносить на поверхности простым и удобным способом, тщательно заполнять зазоры между склеиваемыми поверхностями (без непроклеев).

При склеивании следует учитывать следующее.

Для достижения хорошего склеивания необходимо тщательно очищать склеиваемые поверхности от механических и жировых загрязнений путем обезжиривания растворителями или другими способами (например, химической обработкой). Наличие растворителя в клеевом слое способствует образованию пористого соединения с пониженной прочностью.

Быстрое удаление растворителя при открытой выдержке клеевого слоя на поверхности изделия способствует образованию твердой корки, мешающей дальнейшему удалению растворителя из клеевого слоя. Для предупреждения этого необходимо подбирать растворитель с равномерной кривой испарения и устанавливать оптимальные режимы открытой выдержки.

При отверждении клеевой пленки возникает усадка, которая понижает прочность клеевого соединения. Усадка клеевой пленки может быть уменьшена введением пластификатора и наполнителя.

Наполнитель позволяет менее точно предварительно подгонять склеиваемые поверхности, снижает разницу в коэффициентах линейного расширения склеиваемых материалов, регулирует прочность на удар. Такие наполнители как металлы или их окислы повышают теплопроводность клеевых соединений, а также придают клею способность проводить ток (серебро, никель, медь и др.). Из неметаллических наполнителей используют цемент, кварцевую муку, молотое стекло, фарфор.

При склеивании металлов следует избегать сильно шероховатых поверхностей. В углубления шероховатой поверхности могут попасть пузырьки воздуха, что приведет к возникновению внутренних напряжений.

При нарушении технологических режимов склеивания или применения некачественных клеев возможно понижение прочности клеевого соединения, образование пустот или утолщенной клеевой прослойки. Прочность клеевого соединения понижается при склеивании деталей с замасленной, лакированной поверхностью или вследствие недостаточной их выдержки под давлением и при неправильном температурном режиме.

Во избежание образования непроклеенных мест (пустот) требуется тщательная подгонка склеиваемых поверхностей. В тех случаях, когда клеи плохо заполняют неплотности, требуется пригонка склеиваемых поверхностей с зазором не более 0,05 мм.

При соединении деталей с недостаточно тщательной подгонкой поверхностей следует применять клеи, не содержащие растворителей, обладающих хорошей зазорозаполняемостью, и способные отвердевать без выделения летучих веществ.

Для большинства клеев толщина клеевого слоя 0,05—0,25 мм. Применение клеевых швов толщиной выше 0,5 мм приводит к значительному падению механической прочности склеивания.

Технологические режимы склеивания различных материалов конструкционными и неконструкционными клеями приведены в табл. 3.2 и 3.3.

3.3.4. Техника безопасности при работе с клеями.

Процессы склеивания синтетическими клеями связаны с применением органических растворителей, различных токсичных отвердителей и смол, поэтому при работе с ними следует соблюдать специальные меры по технике безопасности.

К работам, связанным с органическими растворителями и клеями, допускают лиц, прошедших медицинский осмотр и инструктаж по технике безопасности и производственной санитарии. Работающие с клеями должны периодически проходить медицинские осмотры.

При работе с органическими растворителями и клеевыми композициями следует соблюдать следующие меры предосторожности:

1. Склеивание выполнять в специально отведенных помещениях, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией.

Все операции, связанные с приготовлением, разогревом, перемешиванием клея, производят в вытяжных шкафах или на столах, имеющих местные отсосы.

2. Рабочие, связанные с приготовлением клея, процессом склеивания, обезжириванием, должны работать в перчатках.

3. При работе с перекисью бензоила, с органическими растворителями (дихлорэтан, бензин, ацетон, этилацетат) и другими легковоспламеняющимися веществами необходимо соблюдать правила пожарной безопасности.

4. Растворители и компоненты клеевых композиций хранить только в закрытой таре.

5. После окончания склеивания следует немедленно промыть сосуд, в котором находился клей.

6. После конца рабочего дня рабочие, занятые на операциях склейки, должны тщательно вымыть руки горячей водой.

Для защиты рук от попадания на кожу токсичных веществ полезно пользоваться специальными пастами. В качестве пасты может быть использован следующий состав (в %): казеин 19,7; спирт этиловый 58,7; глицерин 19,7; аммиак (25%-ный) 1,9.

3.2  Технологические режимы склеивания различных материалов конструкционными клеями

Клей	Расход клея на каждый из двух слоев в г/м2	Количество слоев при склеивании	Время в мин и температура в    оС (в скобках) открытой выдержки после нанесения клея	Минимальное удельное Давление в кГ/см2	Температура    склеивания в °С	Выдержка под давлением при склеивании в ч
		Металлов	Металлов с неметаллическими материалами			Металлов	Металлов с неметаллическими материалами	Неметаллических материалов	Металлов	Металлов с неметаллическими материалами	Неметаллических материалов
				Первого слоя	Последующего слоя
БФ-2 БФ-4	150-200	2	3	40-60 (15-20) и 15-20 (50-60)	60-70 (15-25)	5,0-20,0	160-170 120-170	70—120	70—120	1,0—1,5	3—4	3-4
ВК-32-200	150—250		2	30 (20-25) 60 (20-30) 60 (25-30)	30 (20) 90 (65) 60 (20-30) 60 (20-30)	6—20	180	180	180	1—2*	1—2*	1—2*
ВС-10Т ВС-350	150—200	1-2				0,6—3,0				2*	2*	2*
							200	200
Эпоксидные клеи холодного    отверждения	200—250	1	1			0,2	20—30	20—30	20—30	24	24	24
Эпоксидный      клей, модифици-рованный смолой ДЭГ-1, холодного  отверждения	200—400						20—30 100	20—30 80—100	20—30 80—100	24 6	24 6—10	24 6—10
Эпоксидный клей горячего отверждения триэтанолами-ном	150—200						120-140	110-140	70—120	6—7	7-10	7—10
*  Охлаждение под давлением.

Продолжение табл. 3.2

Клей	Расход клея на каждый из двух слоев в г/м2	Количество слоев при склеивании	Время в мин и температура в    оС (в скобках) открытой выдержки после нанесения клея	Минимальное удельное Давление в кГ/см2	Температура    склеивания в °С	Выдержка под давлением при склеивании в ч
		Металлов	Металлов с неметаллическими материалами			Металлов	Металлов с неметаллическими материалами	Неметаллических материалов	Металлов	Металлов с неметаллическими материалами	Неметаллических материалов
				Первого слоя	Последующего слоя
Эпоксидный клей горячего отверждения малеиновым    ангидридом	150—200	1	1	—	—	0,5—3,0		120	120	4—6	6—8	6—8
Эпоксидный клей горячего отверждения продуктом № 254	100—150					0,2	150	100	100	3	10—12	10-12
Эпоксидный клей горячего отверждеаия полиэтиленполи-амином	150—200					0,2—0,5		150	120—130	0,5	0,5	1—2
Эпоксид ПР Эпоксид П						0.5-3,0	120 или 150	120 или 150	120	10 или 5	10 или 5	10
BK-I			-	60 (80)	-	0,5—1,0	150 или 100	-	-	1 или 5	-	-
К-153	200—250		1	—		1,5—2,0	20 80	20 80	20 80	18 6	18 6	18 6
Карбинольный						2,0	20—30	20—30	20—30	≥48	≥48	≥48
ПФЭ-2/10 МПФ-1	150— 200	2	3	40 (20) 40 (20) 15 (50—60)	40 (25—30) 40 (20) 15 (50—60) 15 (80-90)	2,0—5,0 1-5,0	150 155 ± 5	125-130  110-130	100—120 100—120	5-6 2,0	9-10 5,6	15—20 9—10

3.3.  Технологические    режимы склеивания различных материалов клеями несилового назначения

Клей	Нанесение клея	Расход клея на каждый  слой в г/м2	Количество слоев при склеивании	Время в мин и температура   а °С (в скобках) открытой выдержки после   нанесения клея	Минимальное удельное Давление в кГ/см2	Температура склеивания  в °С	Выдержка под давле-нием при склеивании в ч
			Металлов с неметаллическими материалами	Неметаллических материалов			Металлов с неметаллическими материалами	Неметаллических материалов	Металлов с неметаллическими материалами	Неметаллических материалов
					первого слоя	последующего слоя
ФР-12 К-17	Двустороннее	350-400 250—400	-	2 1	- 10	- -	2,5—3 3—5	- -	18-20 20-35	- -	24 6/24
88,88Н 78-БЦС Лейконат Термопреновый		100—150	2	2 2 3 2	3—5 (15—30) 5—10 10—30 (30—45) и 60 (150) 10—15 (20-30)	5—6 (15-30)	0.2	18-25 или 90	18-25 или 90	24 5—6	24 5—6
						1,5-5,0	Прикатка роликом	18—30	18-30	24	24
						10—30 (30—45)	В струбцинах	Вулканизация в прессе	1,0	1,0
						25—30 (20-30)	1,0	20-30	20—30	24	24
4АН		120-200		2	5-8 (20—30)	5—8 (20—30)	0,5	-	15-30	-	24
БФ-6		150-200		2	15-20	15—20	2,0	120—130	100—130	1,5—2	10—15 *
Полиметилметакрилат в дихлорэтане		60—100	-		3-5	-	2—3**	-	-	-	24
ВК-32-70а		100—150			3—5	3	0,1-0,5		60—65 или 20 .		4 72
*Для тканей под горячим утюгом. ** При толщине материала4мм — 2-3 кГ/см2, для материалов толщиной менее 4 мм. — 0,5-1,5 кГ/см2

Продолжение табл. 3.3

Клей	Нанесение клея	Расход клея на каждый слой в г/м2	Количество слоев при склеивании	Время в мин и температура в °С (в скобках) открытой выдержки после   нанесения клея	Минимальное удельное давление в кГ/см2	Температура склеивания в оС	Выдержка под давлением при склеивании   в ч
			металлов с неметаллически-ми материалами	неметаллических материалов			металлов с неметаллически-ми материалами	неметаллических материалов	металлов с неметаллически-ми материалами	неметаллических материалов
					первого слоя	последующего слоя
Перхлорвиниловый на дихлорэтане ПФЭД ПЭД Перхлорвиниловый со стиролом Перхлорвиниловый на смеси растворителей Нитроцеллюлозный АК-20 Лейконат   + 16—20%-ный    раствор   наирита в дихлорэтане (1 : 3) Раствор    кремнийоргани-ческой     смолы (80—90%)  в  бензоле или   толуоле   КТ-30	Одностороннее	75—100	1	1	- - - - 40 - 30—60 5-10	- - - - 40 1—2 3-10 -	0,5 0,5—3 0,5—3 0,5—2,0 3—4,5 0,5 0,5—3,0 0,2-0,3	120—130*	18-25	24	24
	Двустороннее	100—120
		75—100						18—25			4 1 4—5 48 7 48—60
				2 4 2 1						- - 48 7 48—60
		180—200 150-200 180—200	- 2 1					- 20—30 70 18—25
									15—20
									18—25
* Металл нагревают с тыльной стороны
Примечание.   Для клея К-17   время   выдержки   указано   в числителе — под  давлением,   в знаменателе — после снятия давления.

3.4.  Нанесение покрытий газотермическим напылением

Согласно ГОСТу 11966—66 к газотермическим покрытиям относят покрытия, наносимые способами, основанными на нагреве материала покрытия до жидкого или пластического состояния и распыления его газовой струей. Распыленные частицы обладают большой скоростью (100—150 м/сек) и при ударе о поверхность деформируются, сцепляются с ней и образуют слой покрытия.

Газотермические покрытия наносят с помощью специальной аппаратуры, использующей для плавления материала покрытия газовое пламя или  энергию электрического тока (электрическую дугу, низкотемпературную плазму).

Классификация существующей аппаратуры приведена на рис. 3.9. С ее помощью возможно нанесение покрытий из различных по своей природе, составу и свойствам материалов, в том числе таких, нанесение которых другими способами вообще невозможно (рис. 3.10).

Рис. 3.9.  Классификация аппаратуры для напыления покрытий

Рис.  3.10. Классификация материалов для напыления покрытий

Газотермические покрытия применяют для восстановления геометрических размеров изношенных деталей, повышения их износостойкости, улучшения антифрикционных свойств, защиты от коррозии, придания поверхности жаростойкости, электропроводности, диэлектрических свойств и других целей.

Наиболее широко применяют покрытия из металлов, керамики и металлокерамических наплавочных твердых сплавов. Достоинства изотермического напыления:

-отсутствие в процессе напыления большого нагрева  поверхности;

-возможность нанесения покрытий не только на металлы, но и на многие неметаллические материалы: пластмассы, керамику, дерево;

-возможность получения многослойных покрытий из разных материалов и различной толщины;

-несложность требуемого оборудования и простота технологического процесса нанесения покрытий.

К существенным недостаткам этого способа получения покрытий относится их невысокая механическая прочность, пористость и относительно слабое сцепление покрытий с основанием.

Аппаратура для нанесения покрытий отечественных конструкций приведена в табл. 5, а технические характеристики основных типов аппаратов — в табл. 3.4—3.8.

Рис.  3.11. Газопламенные аппараты   для напыления покрытий: а – ГИМ-2, б- МГИ-2; в — МГИ-5, г — МГП-3, а — УПН-4; е — УПН-6; ж — УПН-8

3.4. Аппаратура для нанесения покрытий газотермическим напылением

Аппарат	Назначение	Исходный материал для напыления	Способ плавления напыляемого материала	Основные характеристики конструкции
Газопламенные аппараты
МГИ-1 •	Для всех видов работ по металлизации вручную и легких работ на станках. Удобен для еталлочных работ, внутри сосудов	Проволока Ø1,5 ÷ 3,0 мм	Пламя из смеси кислорода с горючим газом (ацетиленом, пропан-бутаном и др.)	Аппарат инжекторного типа.     Привод механизма  подачи от встроенного в рукоятку аппарата воздушно-ротационного двигателя. Регулирование скорости отдачи в пределах 0,7÷6,0 м/мин
МГИ-2 (рис. 11, б)	Для всех видов работ по металлизации вручную и легких работ на станках. Удобен для еталлочных работ, внутри сосудов	Проволока Ø 1,5÷ 2,5 мм	Пламя из смеси кислорода с горючим газом (ацетиленом, пропан-бутаном и др.)	Распылительная головка по принципу внутрисоплового смешения.  Привод от воздушной турбины. Кратность регулирования 1 ÷ 7,5   м/мин. Путем замены съемных деталей переводится на работу с повышенной производительностью (вариант МГИ-3)
МГИ-5 (рис. 11, в)	Высокопроизводительная металлизация крупногабаритных деталей, труб, профильного проката и массовых изделий в условиях механизации	Проволока Ø 5 ÷ 6 мм	Пламя смеси кислорода с пропан-бутаном	Аппарат стационарного типа   комплектуется тележкой с блоками газопитания и управ-ления. Зажигание смеси, пуск и остановка посредством кнопочных устройств. Электропи-ание установки от однофазной сети переменного тока 220 в
МГП-3 (рис. 11, г)	Напыление покрытий   из особо тугоплавких металлов Mo, Ti, Nb и др., а также из керамических материалов	Металлические прутки или керамические стержни (штапики) Ø 3 мм	Кислородно-ацетиленовое пламя	Привод механизма подачи от встроенного в рукоятку воздушно-ротационного двигателя. Скорость  подачи 0,1÷ 0.85 м/мин
УПН-4* (рис. 11, в)	Нанесение покрытий из пластмасс и металлов с температурой плавления не свыше 500° С	Порошки с размерами частиц 0,15÷0,25 мм	Пламя газовой смеси ацетилена с воздухом и кислородом	Установка состоит из распылительной горелки и бачка для порошка, расположенного на стойке со щитом с приборами для  регулирования. Комплектуется горелками для нанесения пластмасс (ГЛН-4) и металлов (ГТН-4);

Продолжение табл. 3.4

Аппарат	Назначение	Исходный материал для напыления	Способ плавления напыляемого материала	Основные характеристики конструкции
УПН-6 (рис. 11, е)	Нанесение покрытий только из пластмасс	Порошки с размерами   частиц 0,15 ÷ 0,25 мм	Воздушно-ацетиленовое пламя	Распылительная горелка та же, что для УПН-4. Порошковый   бачок упрощенного типа имеет малый вес и размеры
УПН-8 (рис.11, ж)	Нанесение покрытий из самофлюсующихся сплавов (с последующим оплавлением) и окиси алюминия	Порошки типа СНГН и ПГ-ХН80СР, окись алюминия марки ГО	Кислородно-ацетиленовое пламя	Установка комплектуется   порошковым бачком-питателем и горелками: для напыления покрытий и последующего его оплавления
Газоэлектрические аппараты
ЭМ-ЗА* (рис.12, а)	Для всех видов работ по металлизации вручную и легких работ на станках	Проволока Ø 1 ÷ 2 мм	Электрическая дуга, возбуждаемая между двумя проволочными электродами	Конструкция привода   механизма подачи проволоки аналогична аппарату МГИ-2
ЭМ-9* (рис.12, б)	То же	Проволока Ø 1,2÷2,0 мм	То же	Конструкция привода механизма подачи проволоки аналогична аппарату МГИ-1
ЭМ-10 (рис.12, в)	То же	Проволока Ø 1÷2,0 мм	То же	Привод механизма подачи от встроенной в корпус аппарата воздушной турбины. Предел регулирования подачи 1÷5 м/мин
ЭМ-6* (рис. 12, г)	Станочный аппарат для всех видов металлизации, в том числе для восстановления   размеров деталей тел вращения	Проволока Ø 1,5÷2,5 мм	То же	Привод от трехфазного электродвигателя 380 в. Регулирование подачи бесступенчатым фрикционным регулятором в пределах 0,7 ÷ 4,5 м/мин
ЭМ-12 (рис. 12, д)	Станочный аппарат для высокопроизводительной металлизации   массовых изделий и крупногабаритных деталей	Проволока Ø 1,5÷3,0 мм	То же	Привод от   электродвигателя трехфазного тока 220 в. Регулировка скорости подачи ступенчатая посредством сменных   шестерен в пределам 3,8÷14,2 м/мин
* Аппараты, снятые с производства, но широко эксплуатируемые в промышленности.

Рис  3.12   Газоэлектрические аппараты для напыления покрытий   а — ЭМ ЗА, б — ЭМ-9,  в — ЭМ-10,  г — ЭМ-6, д— ЭМ-12, е — УТМ1,  ж — УМП-1, з —УМП-5

3.5. Техническая характеристика газопламенных проволочных аппаратов для металлизации

Параметры	МГИ-1	МГИ-2	МГИ-5
Вес (без шлангов) в кг                      …..	2	2	2
Требуемые давления в кГ/см2 воздух         . .                     .        ….. кислород        …......     …... ацетилен     ….............. пропан-бутан   …...........	4,0—4,5 2—7 0,004—0,6 0,1-0,5	4,0-5,0 2—5 0,35-1,2 0 8 и выше	5,0 4,5 - 2,6
Расход в л/ч воздух         ….............. кислород       …............ ацетилен              . .     .     ….. пропан-бутан	42*103 650—2000 250—850 150—450	60*103 3600 1100 800	60*103 70*103 - 15*103
Производительность в кг/ч (при применении ацетилена) цинк   . .        .     .            …     …     … сталь Ст  3          .            . .     . .     …..
	4,5 1,1	12 2,2	19 -

3.6. Техническая характеристика электродуговых аппаратов для металлизации

Параметры	ЗМ-ЗА	ЭМ-9	ЭМ-10	ЭМ-8	ЭМ-12
Вес в кг………………………………… Рабочее давление   сжатого воздуха в кГ/смг  …............................................ Расход воздуха в м3/мин  …………. Скорость     подачи     проволоки в м/мин  ….............................................. Рабочая сила тока дуги в а…….  .  . Напряжение в в ….............................. Производительность        (максимальная) в кг/ ч: сталь …................. цинк …..................................................	2,4	1,9	2,2	21	20
	3,5—6,0	4,5—6,0	4-6	4—5	4—6
	1,0-1,2 0,6-2,5	1,0-1,1 0,6—5,0	1 1,0-5,0	0,8-0,9 0,7-4,5	2,5 3,8-14,2
	До 180 20—40	До 180 20—35	60—180 20—35	До 300 20-40	До 400 20-40
	3,5	4,0	4,0	12,0	17
	5,0	6,0	6,0	18,0	38

3.7. Техническая характеристика газопламенных аппаратов порошкового типа

Параметры	УПН-4Л	УПН-8	УПН-8
Габаритные размеры установки в мм ……………. Общий вес в кг  …................................................... Вес   распылительной   горелки  (без шлангов) в кг    Полезный   объем  питательного бачка  в л Требуемые давления в кГ/смг: кислород  …............................................................ ацетилен …............................................................ воздух …................................................................. Расход в м3/ч: кислород …............................................................ ацетилен …........................................................... воздух  …............................................................... Средняя производительность в кг/ч …...............	410x450x1120 30 1,2 3 - > 0,005 3-4 - 0,2—0,3 1,2- 1,5 2,5-4,0	Ø 240, h = 390 7,8 1,4 6 - > 0,005 3-6 - 0,25—0,30 10-15 3—5	200x250x400 6,4 1,1 2 4,0 0,5 - 2,2 1,7 - 5-6

3.8. Техническая характеристика установок для плазменного напыления конструкции ВНИИАВТОГЕНМАШ

Параметры	У МП-1	У МП-5
Габаритные размеры в мм: Распылительная головка (горелка)…………… пульт управления ….......................................... питательный бачок …...............................................	150x250x1000* 340x700x1000 -	l = 200; h = 55 220x350x390 (без стойки) h = 450; Ø 300 (без стойки)
Вес плазменной   горелки (головки) без шлангов в кг	26*	0,45
Минимальный  диаметр   в  мм,  допускающий напыление    внутренней   поверхности   труб в мм	150	100
Источник питания дуги постоянным током .  .	Сварочные    преобразователи   (например ПСО-500) или выпрямители (ИПН-160/600, ВКС-500 и др.)
Максимальная мощность установки в ква   . .	15	40
Режим работы: напряжение в в . …............	70-75	85—90 для N2 100-120 для N2 + H2
сила тока в а  …..............	130-320	320—340 для N2 270—300 для N2 + Н2
Плазмообразующий газ …..........	Аргон	Азот и смесь азота с водородом
Расход плазмообразующего газа в м3/ч    . . .	5,5-6,0	3-4
Давление охлаждающей воды в кГ/см2 ….	>1,5	>2,5
Расход охлаждающей воды в л/мин    …..	5,6	3
Производительность   в кг/ч   (по напsленному металлу) при нанесении: вольфрама  …...................................................... окиси алюминия …............................................... двуокиси циркония  ….........................................	До 12 - -	5 4 3
Эффективность   использования    напыляемого материала в %.................	~70	60—80
*Вместе с механизмом подачи и кронштейном для проволочной бухты.

3.5.  Металлизация

3.5.1.Строение и свойства покрытий.

Металлизация — наиболее известный и распространенный способ получения металлических покрытий посредством газотермического напыления.

Металлизационные покрытия по своему строению, химическому составу и свойствам значительно отличаются от исходных металлов. Под действием высокой температуры и кислорода воздуха при распылении металлов отдельные элементы частично выгорают (табл. 3.9), а на поверхности частиц образуются пленки окислов.

3.9.   Изменение состава стали при электрометаллизации (аппарат ЭМ-6)

Сталь	Содержание элементов в %	Примечание
	С	Мп	Si
15	0,16 0,1	0.54 0,23	0,27 0,12	В     числителе — содержание элементов  в проволоке до   металлизации;  в   знаменателе — после     металлизации
45	0,5   0.14	0,48 0,22	0,23  0,073
У8	0,81 0,36	0,31 0,14	0,2    0,093

При ударе об изделие частицы претерпевают резкое охлаждение и деформацию, причем образуемый из таких частиц слой изобилует мелкими порами, вследствие чего объемный вес металлизационных покрытий обычно на 8—12% ниже, чем у обычных металлов. При металлизации сплавления или сваривания частиц с поверхностью детали не происходит, сцепление носит чисто адгезионный характер (исключение составляет молибден и некоторые его сплавы). Поэтому большое влияние на прочность сцепления оказывает шероховатость покрываемой поверхности и способ ее подготовки (табл. 3.10).

3.10. Влияние способа подготовки поверхности на прочность сцепления металлшационных покрытий и предел выносливости детали

Способ подготовки поверхности	Предел выносливости	Прочность сцепления в кГ/см2
	в кГ/мм2	в % к шлифованной поверхности
Шлифование   .................. ……………………. Пескоструйная обработка  ............................. Обработка дробью ......................................... Насечка зубилом   ........ ……………………… Накатка   (прямая,   косая,  перекрученная)… Нарезка треугольная  ..................................... Нарезка треугольная  с последующей обработкой дробью ................................................. Нарезка   треугольная с прикаткой   вершин… Нарезка круглая    ............... …………………. Нарезка круглая с прикаткой вершин  …… . Нарезка кольцевых канавок ..... ………….. Нарезка   кольцевых   канавок   с   прикаткой вершин Электроискровая обработка    ......…………. Электродуговая обработка   .................................	25,2 27,8 32,4 20,6 30,6 18,8 24.5 17.0 19,4 18,8 16,5 15.3 20,3 17,0	100 110,5 128,5 82,0 121,0 74,5 98.0 67,5 77,0 74,5 65,5 61,0 80,5 67,5	- 345 1040 820 1000 1800 1900 1560 1670 1440 1400 1130 1000 250

Механическая прочность напыленного металла (отделенного от основания) также значительно ниже, чем у литых металлов (табл. 3.11).

Металлизационные покрытия не обладают пластичностью, поэтому на детали, испытывающие динамические нагрузки и ударные воздействия, их не наносят. Покрытия отличаются очень низким модулем упругости (например, для Ст.3  Е = 700 кГ/мм2), в связи с чем возникающие в покрытии напряжения всегда меньше, чем в самой детали. Благодаря этому металлизационные покрытия хорошо работают в условиях статических нагрузок, но только в пределах упругих деформаций основания.

3.11.  Механические свойства металлизационных покрытий (ВНИИАВТОГЕНМАШ)

Металл	Предел прочности при растяжении в кГ/мм2	Предел прочности при сжатии в кГ/мм2	Твердость НВ
	ОМ-3	ГИМ-2	ЭМ-3	ГИМ-2	ЭМ-3	ГИМ-2
Сталь 15   ......................... »      45   ............................ »      У8 ....... …………… Латунь Л62   .................. Алюминий А99 .............. Цинк Ц1   ........................ Медь Ml   .      ..................	13,7 14.1 16,2 3,8 5,4 3,4 8,2	13,8 15,5 - 5,2 5,0 3,2 5,4	68,9 64,2 52,0 18,5 14,2 11,5 28,4	49,7 73,0 - 20,4 13,1 10,7 32,0	197 240 281 50 27 20 66	147 240 - 63 26 20 64

При напылении стали твердость покрытий сравнительно с исходным металлом возрастает до 40% и выше. Вследствие этого, а также пористости слоя, способного впитывать в себя до 10% масла (по объему), металлизационные покрытия отличаются высокой износостойкостью, превосходящей на 40—50% стойкость тех же металлов до металлизации. Весьма ценным является свойство металлизированных шеек длительное время работать без доступа смазки и не вызывать заедания при нагрузках, в 2—3 раза больших, чем допускают шейки из обычных сталей.

В условиях сухого трения металлизационные покрытия работают неудовлетворительно.

3.5.2.  Применение металлизации при ремонте.

При ремонте оборудования металлизация позволяет:

-восстановить размеры изношенных шеек валов, осей и других наружных поверхностей тел вращения;

-уменьшить внутренние размеры прослабленных гнезд и посадочных отверстий под втулки и другие детали;

-нанести на втулки и подшипники антифрикционные покрытия из псевдосплавов, образуемых в результате одновременного распыления двух или трех разных металлов; такие покрытия из недефицитных металлов отличаются высокими антифрикционными свойствами, их используют взамен специальных баббитов и бронз;

-устранить течь и пористость в черном и цветном литье, в местах заварки и в клепаных соединениях;

-заделать в отливках раковины и трещины.

Металлизацию применяют также для защиты от коррозии и повышения жаростойкости стали посредством алитирования, для нанесения токопроводящих покрытий на пластмассы, керамику и другие материалы, для изготовления электронагревателей, а также для изготовления несложных прессформ и моделей.

Вследствие летучести окислов молибдена и высокой температуры его частиц (~ 2500° С), последние при напылении привариваются к поверхности изделия, образуя на нем очень прочные и износостойкие покрытия. Это дает возможность применять покрытия из молибдена для восстановления размеров и уменьшения износа таких деталей, как, например, копиров, штампов, прессформ.

Применение металлизации для ремонта деталей определяют следующими положениями:

-нанесение металлизационного слоя позволяет увеличить только геометрические размеры детали (например, диаметр шеек, толщину стенок); прочность восстанавливаемой детали, вследствие низкой собственной прочности распыленного металла практически не возрастает;

-для сцепления металлизационного слоя с поверхностью детали последняя должна быть шероховатой, гладкие поверхности не металлизируют;

-вследствие хрупкости металлизационных покрытий детали, у которых нанесенное покрытие может подвергаться ударам и динамическим нагрузкам, металлизировать нельзя (например, зубья шестерен, матрицы, штампы);

-углы граней, острые сходы (например, резьба), а также поверхности, на которые нельзя направить струю металла под углом, меньшим чем 45°, металлизации не подвергают.

Технологический процесс и оборудование рабочего места.

Организация участка металлизации не требует большей площади и сложного оборудования (табл. 3.12).

3.12. Оборудование для металлизацнонной установки

Наименование и тип	Назначение	Применение
Оборудование общего назначения
Масло-водоотделитель  линейный МВО-П*	Очистка воздуха, подаваемого из компрессорного   отделения, от масла и влаги	При  большой   влажности воздуха           дополнительно устанавливают        постовые фильтры МВО-М
Пескоструйный шкаф *	Подготовка   плоских   поверхностей и деталей сложной конфигурации	Оборудуют отсасывающей вентиляцией
Пескоструйный      револьвер*	Очистка песком   (с многократным  оборотом  абразивного материала)	Снабжают резиновыми напорными   рукавами    (ГОСТ 9356— 60) ф 10 и 20 мм
Кабина    для    металлизации*	Выполнение    всех    видов работ      по      металлизации вручную	Оборудуют  отсасывающей вентиляцией
Станок   токарно-винторез-ный любого типа	Подготовка  валов, втулок и  других  тел   вращения к металлизации   и    нанесение на   них  металлических  покрытий	Станок   выбирают   в соответствии с размерами изделий
Вытяжной   зонт   телескопический	Отсос металлической пыли при        металлизации        на станке	Устанавливают на суппорте  станка   и  подключают к отсасывающей вентиляционной линии
Дополнительное оборудование для электрометаллизации
Сварочный     преобразователь    типа    ПСГ-500     или ПСО-500	Питание   электрометалли-зационных    аппаратов    постоянным током	Используют вместо  ранее применявшихся     трансформаторов переменного тока
Распределительный     щит с приборами	Включение  и  выключение    аппаратуры   и   контроль   режима работы	Устанавливают вблизи рабочего места
Дополнительное оборудование для газовой металлизации
Баллоны для сжатого кислорода	Хранение   и   транспортировка кислорода	ГОСТ 949—57
Редуктор кислородный	Снижение   и   регулирование давления кислорода	Возможно         применение кислородных       редукторов любого типа
Баллон      для      горючего газа     (ацетилена,     метана, нефтегаза)	Питание   аппарата    горючим газом	Взамен баллонов возможно применение сварочных   ацетиленовых         генераторов, устанавливаемых   вне рабочего помещения
Редуктор    для    горючего газа	Снижение   и   регулирование давления горючих газов в баллонах	Тип   редуктора   выбирают в  соответствии  с применяемым газом
Вспомогательное оборудование
Стойки для   укладки проволочных бухт*	Размотка бухт при металлизации	-
Державка	Закрепление   ручных   ме-таллизапионных    аппаратов на суппорте станка
Верстак, шланги, инструмент
* Изготовляют на месте по чертежам ВНИИАВТОГЕНМАШа.

Технологический процесс металлизации состоит из операций подготовки поверхности (табл. 3.13), нанесения металлического покрытия и его последующей обработки.

3.13. Основные операции по подготовке поверхности

Операция	Способ выполнения	Применение
Очистка   поверхности    от жировых   и  других   загрязнений	Ручная обтирка  ветошью, промывка     растворителями (керосином,   бензином,   дихлорэтаном и др.), обработка в моечных машинах	Во всех случаях
Удаление   масла     (влаги) из пор металла	Нагрев  пламенной  горелкой или в печи   до температуры 250—300о С  до  прекращения  видимого  выделения летучих продуктов сгорания	При   металлизации    деталей из чугуна и других   пористых  металлов,   работавших   в   условиях   контакта с маслом и другими  жидкостями
Снятие с металла окисной пленки и придание   поверхности    изделия     шероховатости для обеспечения сцепления   с  наносимым покрытием	Пескоструйная       очистка острогранным       металлическим  (чугунным или стальным)   песком.   При   небольших размерах   изделий производят   вручную  в   пескоструйном шкафу при давлении сжатого воздуха 4 — 6 am	Преимущественно при подготовке  плоских   поверхностей    и   деталей     сложной конфигурации,      а      также шеек и гнезд, предназначенных под прессовую посадку
Устранение     неравномер-ностей    выработки   эллипсности,   задиров   и придание требуемых размеров	Обточка на токарном станке  любого   типа.  Возможно использование одного станка для подготовки поверхности и металлизации	При    металлизации     тел вращения
Создание   на   поверхности тел     вращения     шероховатости,      необходимой      для обеспечения сцепления с наносимым покрытием	Нарезка   на   токарно-вин-торезном      станке      рваной резьбы   или   обработка   поверхности  пучком   электродов, электроискровым, электровибрационным   или  другим способом	Изделия   с высокотвердой поверхностью   (закаленные, цементованные и др.)   могут быть            металлизированы только при подготовке электроискровым   или   электровибрационным способом

При металлизации выполняют следующие правила:

-для пескоструйной очистки поверхности применяют только чистый и сухой абразивный материал с острогранными зернами размером 0,5 ÷1,5 мм,

-воздух для пескоструйной очистки и металлизации должен быть свободным от влаги и масла;

-подготовленную к металлизации поверхность следует защищать от прикосновения рук и загрязнения;

-металлизацию производить непосредственно после подготовки поверхности; разрыв во времени между этими операциями должен быть минимальным;

-в процессе металлизации не допускать нагрева поверхности покрываемого изделия свыше 70—80° С;

-струю распыляемого металла направлять на покрываемую поверхность под углом, возможно более близким к 90°.

Несоблюдение этих правил ведет к снижению прочности сцепления слоя с основанием и является причиной неудовлетворительных результатов работы.

3.14. Предельные толщины и обрабатываемость   стальных покрытий   при металлизации шеек

Сталь	Предельная толщина покрытия, не вызывающая образования  трещин, в мм	Обрабатываемость
15 45	3 3÷4	Возможная   обточка  резцами  с пластинами из твердых сплавов
У5 У10	6÷8 8÷10	Только шлифование

 Металлизация наружных поверхностей тел вращения.

На шейки валов, осей, шпинделей, цапф наносят покрытия из стали и других металлов толщиной до 10 мм (табл. 3.14). Подготовку поверхности и нанесение металла обычно производят при закреплении детали в центрах станка и установке аппарата на суппорте. Толщину покрытия регулируют числом проходов. Потери металла при напылении шеек и гладких поверхностей приведены в табл. 3.15 и на рис. 3.13.

Рис. 3.13. Потери стали при электрометалпизации    

шеек валов различного диаметра

При восстановлении наружных поверхностей изношенных деталей толщина наносимого слоя должна быть не менее 0,75—1,0 мм на сторону. Если износ меньше этой величины, то шейку перед металлизацией подвергают обточке до соответственного размера.

3.15. Потери металла (в %) при электрометаллизации плоскостей в зависимости от угла

падения струи

Угол падения струи в град	Цинк	Алюминий	Латунь	Сталь
90 60 30 10	27,5 64,1 90,4 98,5	17,8 59,0 88,5 98,0	35,0 69,0 91,4 99,0	22,0 61,0 89,0 98,2

 

Последовательность проведения основных операций при восстановлении шеек приведена в табл. 3.16.

3.16. Последовательность операций при металлизации наружной поверхности шеек

При выборе способа подготовки учитывают ослабление шейки, вызываемое нарезкой рваной резьбы. Для снижения концентрации напряжений вместо рваной резьбы часто применяют другие виды подготовки, приведенные в табл. 11.

Режимы    токарной    обработки    металлизированных    шеек    приведены   в табл.  3.17.

При шлифовании применяют следующие режимы:

Окружная скорость шлифовального круга в  м/сек   ......... 25—30

Окружная скорость изделия в м/мин .................................. 10—20

Подача в мм/об    ................................................................... 5—10

Глубина  шлифования в мм   …………….. .................... 0,015—0,04

Шлифовальный круг    ...................................................... Э46СМ-2К

Охлаждение    ..................................................................... Эмульсия

Токарную обточку и шлифование металлизационных покрытий производят с обязательным применением охлаждающих жидкостей.

Шейки, работающие в условиях трения, после чистовой обработки подвергают пропитке в горячем (80—100° С) масле в течение нескольких часов.

При прессовых соединениях деталей, у которых посадочная поверхность металлизирована сталью, наблюдается значительное повышение предела усталости и увеличение при равных натягах прочности посадки на 8—10%.

3.17. Режимы токарной обточки металлизационных покрытий

Режим резания	Металл обрабатываемого покрытия
	Сталь 10	У8	Цинк и алюминий	Псевдосплавы
				содержащие сталь	не содержащие сталь
Скорость резания в мм/мин   . ………. Подача в мм/об   ................................. Глубина резания в мм   .....................	20—30 0,2-0,3 0,5-1,0	9-12 0,1— 0,2 0.3—0,5	50—60 0,5-1,0 0,8—1,2	35-40 0,1-0,4 0,2-0,5	60-70 0,1—0,3 0,3-0,5

Металлизацию внутренних поверхностей применяют для уменьшения диаметра втулок, посадочных гнезд, глубоких отверстий. При охлаждении металлизационного покрытия в нем возникают сжимающие напряжения, которые действуют на отрыв слоя от поверхности. Чтобы избежать отслаивания покрытия, при металлизации внутренних поверхностей стремятся возможно более ограничить толщину слоя, которая не должна превышать

1,0—1,5 мм для стали и 2,5—3,0 мм для свинца, цинка и антифрикционных псевдосплавов. Нагрев детали перед нанесением металлизационного слоя до 150—200° С позволяет наносить более толстые покрытия.

Посредством аппаратов с обычными распылительными головками возможна металлизация только таких втулок, у которых глубина h = 0,5d, в тех же случаях, когда h>0,5d, применяют удлинительные угловые головки, позволяющие наносить металлизационные покрытия на внутренние поверхности втулок диаметром от > 70 мм.

Технологический процесс металлизации внутренних поверхностей аналогичен металлизации наружных поверхностей тел вращения (см. табл. 3.16).

Металлизация плоскостей возможна только в случае нанесения покрытий небольшой толщины: 2,5—3,0 мм для легкоплавких металлов и не более 1,0—1,5 мм для стали. Превышение этих толщин обычно ведет к отслаиванию покрытий. Для увеличения прочности сцепления и предотвращения отслаивания более толстых покрытий их наносят на предварительно напыленный слой молибдена толщиной  ~ 0,1 мм.

При ремонте токарно-винторезных, револьверных и других станков можно наносить металлические покрытия на поверхности направляющих салазок суппортов и компенсировать опускание фартуков, вызываемое износом и шабрением.

Металлизацию направляющих лучше всего производить молибденом, покрытия из которого отличаются высокими антизадирными свойствами. Применяют также покрытия, состоящие из — 60% стали и ~ 40% алюминия, которые наряду с достаточной твердостью и высокой износостойкостью легко поддаются обработке и шабрению.

Для получения железоалюминиевых покрытий пользуются двухпроволочными металлизационными аппаратами электродугового типа. Одним из электродов является стальная среднеуглеродистая проволока диаметром 1,0 мм, а другим — алюминиевая диаметром 1,5 мм.

При толщине наносимого железоалюминиевого покрытия до 1 мм подготовка поверхности состоит только из тщательной пескоструйной очистки. При нанесении более толстых покрытий металлизируемую поверхность снабжают продольными канавками в виде ласточкина хвоста глубиной 2,0—3,0 мм, шириной 5—8 мм и шагом 10—20 мм.

В обоих случаях перед подготовкой поверхности ее подвергают нагреванию в печи или горелкой до 250—300° С до полного выгорания масла, содержащегося в порах металла.

3.18. Состав и некоторые свойства покрытий из двухкомпонентных антифрикционных псевдосплавов

Псевдосллав (условное обозначение)	Состав и весовое соотношение компонентов	Предельная грузоподъемность в кГ/см2	Коэффициент трения при удельном давлении в кГ/смг	НВ (при Р = 250 кГ,	Прирабаты-вае-мость
			50	100	а = 5 мм)
АЖ50 МЖ50 МС25 МС25 (термообрабо-танный)	Алюминий (50%)+сталь (50%) Медь (50%) + сталь (50%) Медь (75%) + свинец (25%) То же	105 110	0,0049 0,0061	0,0045 0,0053	37-44	0,58
		90 115	0,0056 0,0063	0,0035 0,0036	-	0,64
		105 140	0,0044 0,0044	0,0037 0,0042	35-37	0,47
		200 220	0,0039 0,0045	0,0033 0,0033	24-27	0,75
Примечания: 1.   Грузоподъемность  и   коэффициент   трения  указаны: в числителе — для v = 1 м/сек; в знаменателе — для v = 4 м/сек. 2. Прирабатываемость баббита марки Б83 принята за 1.

Получение антифрикционных покрытий при помощи металлизации основано на пористости напыленных покрытий и их способности, пропитываясь смазкой, улучшать условия трения. При одновременном распылении разнородных металлов возможно получение специальных антифрикционных псевдосплавов (табл. 3.18). Антифрикционные свойства таких покрытий сравнительно с некоторыми подшипниковыми сплавами показаны на рис. 3.14.

Рис. 3.14. Износ и грузоподъемность металлизационных покрытий: 1 — сталь (100%); 2 — сталь (50%) + алюминий (50%); 3 — сталь (75%) + латунь (25%); 4 — сталь (75%) + медь (25%); 5 — медь (75%) + + ПОС-30 (25%); 6 — Бр. ОЦС 6-6-3 лития; 7 — Бр. ОФ 10-1 лития

Наиболее доступным средством замены в подшипниках скольжения оловянных бронз и баббитов является покрытие из латунной проволоки марки ЛС59-1, антифрикционные свойства которых близки к свойствам литых баббитов и бронз.

Полноценным заменителем лучших сортов баббита являются также покрытия, образуемые при распылении биметаллической проволоки, содержащей свинец и алюминий в соотношении 1:1. Покрытия из образуемого при этом псевдосплава имеют следующую характеристику:

Плотность в Г/см3 ......................................................... 3,9

Твердость НВ   ............................................................ 30,33

Сопротивление сжатию в кГ/мм2  ………….................. 65

Относительное удлинение в %.................................... 0,5

Теплопроводность в кал/см • сек • град    ................. 0.21

Коэффициент линейного расширения .  .............. ….19,6 - 10-6

Коэффициент трения   ................................................ 0.0041

Масловпитываемость в %    ...................... …………….5,2

Допускаемое  удельное давление в кГ/см2  ........... 180—200

Допускаемая окружная скорость в м/сек ........... ….. . 6—7

Биметаллическая свинцово-алюминиевая проволока может быть изготовлена с помощью несложного ручного приспособления, которое позволяет посредством протяжки через фильеру закатывать вокруг свинцовой проволоки диаметром 1,1 мм оболочку из ленты, получаемой однократной прокаткой на вальцах алюминиевой проволоки диаметром 2,5 мм до размера 0,5x6,0 мм. Перед завальцовкой алюминиевую ленту отжигают при температуре 350—400° С.

При ремонте подшипниковых пар весьма эффективным является способ обращения пар, при котором шейку вала металлизируют антифрикционным слоем, а вкладыш изготовляют из малоуглеродистой стали. Внутреннюю поверхность вкладыша цементируют, закаляют до твердости HRC 50—52 и шлифуют.

В обращенных парах с подшипниками из закаленной стали вместо псевдосплавов шейки можно металлизировать простой низкоуглеродистой сталью. Такие пары отличаются хорошими антифрикционными свойствами. Ими можно заменять бронзовые втулки.

Применение обращенных пар ведет к значительной экономии цветных металлов, устраняет односторонний износ подшипников и тем самым обеспечивает увеличение срока службы трущихся пар.

В качестве заменителей подшипниковых бронз и баббитов испытаны и могут быть рекомендованы к применению указанные в табл. 19 псевдосплавы, образуемые при одновременном распылении двух различных металлов.

Для нанесения антифрикционных покрытий ВНИИАВТОГЕНМАШем и ВПТИ тяжелого машиностроения разработана специальная трехпроволочная электрометаллизационная головка МТГ.

Заделку раковин и трещин применяют только в случае, когда деталь в ослабленном сечении не нуждается в восстановлении прочности. В практике ремонта металлизацией пользуются для заполнения раковин в черном и цветном литье, устранения забоев на фланцевых соединениях, заделки различного вида трещин (особенно после заварки). Трещины прихватывают электросваркой, а затем заделывают металлизацией. Раковины перед металлизацией подрубают под ласточкин хвост.

Для удаления из пор масла и влаги изделия нагревают в печи или горелкой до 250—300° С, опескоструивают и металлизируют с применением трафарета, имеющего отверстие, размер и форма которого примерно соответствуют раковине.

Устранение течи и пористости металлизацией используют как средство исправления литейных дефектов, обнаруживаемых у головок двигателей, блоков, картеров, насосов и других деталей, подвергаемых гидроиспытаниям. Дефектную поверхность пескоструят и металлизируют цинком на толщину 0,5—1,0 мм, после чего для уплотнения пор образующимися окислами несколько раз смачивают водой и высушивают. Такие покрытия выдерживают опрессовку до 20 кг/см2.

Проволока для металлизации.

Для работы металлизационных аппаратов применяют проволоку обычных торговых сортов. Диаметр проволоки определяется конструкцией аппарата (см. табл. 5).

Проволока, покрытая окалиной, ржавчиной, смазкой и загрязненная, для металлизации непригодна, так как при ухудшении условий токопередачи устойчивое горение электрической дуги нарушается.

Для работы на ручных электрометаллизационных аппаратах следует применять только мягкие и отожженные сорта стальной проволоки. Газовые аппараты и электродуговые ЭМ-6 позволяют применять и жесткую нагартованную проволоку.

Для восстановления стальных изношенных деталей обычно используют проволоку из простых углеродистых сталей.

Покрытия из высокоуглеродистых сталей по сравнению с низкоуглеродистыми менее подвержены окислению, отличаются лучшими механическими свойствами и могут быть большей толщины без образования трещин (см. табл. 14). Такие покрытия можно рекомендовать для всех видов работ по восстановлению изношенных деталей.

Для получения покрытий с наивысшей износостойкостью и твердостью (HRC 48—51) применяют низкоуглеродистые сорта стальной проволоки (например, сварочной), науглероженной посредством цементации твердым карбюризатором.

Нержавеющие стали применяют для металлизации шеек валов (например, гидротурбин и насосов), подверженных одновременному механическому износу и воздействию коррозионной среды.

Из цветных металлов специально для металлизации выпускают только цинковую проволоку, предназначенную для нанесения антикоррозионных защитных покрытий. Этой же проволокой обычно пользуются для работ по заделке раковин, устранению пористости литья, приданию непроницаемости сварным швам.

При металлизации алюминием для защиты стали от атмосферной коррозии применяют проволоку с содержанием алюминия 99,5% (марки А5), а также сплавы АМц, АМг и др. Для работ по алитированию предпочтительнее проволока из более чистого алюминия марок А85—А95.

Во всех случаях следует использовать твердую (не отожженную) алюминиевую проволоку.

Применяемая для металлизации молибденовая проволока Ø1÷3 мм выпускается по ЦМ ТУ 08Т-13-67.

Контроль качества металлизационных покрытий.

В производственных условиях покрытия оценивают по качеству поверхности и прочности сцепления с основанием.

Качество поверхности определяют внешним осмотром по крупности распыла, пропускам, трещинам.

При наличии нерабочих участков тонкие (до 1 мм) покрытия из цветных металлов надрезают до основания ножом и отслаивают. Если при этом происходит выкрашивание слоя небольшими кусками, сцепление считается удовлетворительным. При плохом сцеплении наблюдается легкое отделение покрытия на больших участках поверхности.

Покрываемые сталью шейки валов, осей и других деталей подвергают легкому простукиванию, позволяющему определить плохое сцепление по звуку. Металлизированные шейки, выдержавшие механическую обработку без образования трещин и отколов, считают пригодными для эксплуатации.

Толщину и равномерность покрытий из антимагнитных металлов с большой точностью измеряют магнитными толщиномерами.

Охрана труда и техника безопасности.

Вредность работ по металлизации связана с загрязнением окружающего воздуха пылью и парами распыляемого металла, действием света газового пламени или электрической дуги, а также шумом, вызываемым аппаратами. Наиболее токсичным является свинец, работа с которым без индивидуальных защитных средств категорически запрещается. Токсичными также являются медь, кадмий, цинк и их сплавы.

В соответствии с требованиями охраны труда при организации металлизационных установок в закрытых помещениях устройство отсасывающей вентиляции является обязательным.

В условиях обычно применяемого типового металлизационного оборудования вентиляция состоит из системы местных отсосов, которыми снабжают каждое рабочее место — пескоструйный шкаф, кабину и станок для металлизации тел вращения.

На основании опыта эксплуатации металлизационных установок при проектировании отсасывающей вентиляции скорость движения воздуха в плоскости сечения кабин для металлизации берут не ниже 1÷1,2 м/сек, а в сечении открытого горизонтального зонта у токарного станка не менее 4 м/сек.

При большом объеме металлизационных работ на станках следует устанавливать закрытые отсасывающие камеры, снабженные смотровыми стеклами для наблюдения за металлизируемой деталью.

Воздух, отсасываемый из пескоструйного шкафа, подлежит обязательной очистке от пыли в устанавливаемых вне помещения пылесборниках или циклонах, без которых эксплуатация пескоструйных установок не разрешается.

Помещения металлизационных мастерских оборудуют также системой приточной вентиляции с подогревом воздуха.

Для защиты рабочих, производящих металлизацию внутри сосудов, при отсутствии вентиляции используют противогазы, респираторы или шлемы-скафандры с принудительной подачей в них чистого воздуха. В цеховых условиях обязательно оборудование рабочих мест вытяжной вентиляцией, при правильном устройстве которой вредность работ по металлизации полностью устраняется.

При электрометаллизации для защиты глаз от действия ультрафиолетовых лучей работающие обязаны пользоваться защитными очками с темноокрашен-нымп стеклами (типа ТИС). Постановлением Совета Министров СССР от 17/VI 1960 г. № 611 профессия металлизаторов отнесена к числу профессий с вредными условиями труда, работа в которых дает право на дополнительный отпуск и сокращенный рабочий день.

3.6.  Покрытия из керамики и металлоподобных материалов.

Наибольшее практическое значение приобрели керамические покрытия из окиси алюминия и двуокиси циркония. Наряду с ними применяют покрытия из тугоплавких металлов (титана, тантала, молибдена, вольфрама) и некоторых металлоподобных соединений, например, карбида вольфрама, хромо-никелевого борида (Cr2NiB4), дисилицида молибдена.

Такие покрытия служат для защиты металлических деталей от окисления при высоких температурах, повышения эрозионной стойкости, защиты от действия агрессивных сред, получения стойких при высоких температурах тепло- и электроизоляционных покрытий. Основные свойства плазменных покрытий из керамики приведены в табл. 3.19.

3.19. Основные свойства плазменных покрытий из керамики

Характеристика	Единица измерения	Аl2O3	ZrO2
Плотность объемная   .............................................       »          истинная  ..............................................       »           общая ...................................................       »           открытая  .............................................. Предел прочности при изгибе ............................... Коэффициент теплопроводности: при   100° С    ..........................................................         500° С    ..........................................................       1800° C    ........................................................... Температурный коаффициент линейного расширения (20—1200° С) ............. Температура плавления     ...........	г/см2 г/см2 % % кГ/ммг	2,8-3,15 3,7 25-14 24-8 4,0-11,5	4,0-4,7 5,6 28-16 26-10 -
	ккал/м • ч °С	0,8 0,7 1,4	0.4 0,4 -
	град-1	80 · 10-7	55 · 10-7
	°С	2015	2600

Покрытия из окиси алюминия (А12О3) наносят газопламенным аппаратом УПН-8 или плазменным УМП-5. Материалом для напыления служит дешевый порошок технического глинозема марки ГО (ГОСТ 6912—64). Как и при металлизации покрытие наносят на поверхность, предварительно подвергнутую пескоструйной очистке. Вследствие большой разницы в коэффициентах расширения, покрытия из окиси алюминия, нанесенные на сталь при резких температурных колебаниях, могут давать трещины и отслаиваться. Для предотвращения такой опасности окись алюминия напыляют на предварительно нанесенный слой нихрома или нержавеющей стали толщиной 0,05—0,15 мм. Напыление по подслою повышает прочность сцепления покрытии и их стойкость к действию тепловых ударов (табл. 3.20).

3.20. Влияние подслоя на прочность и термостойкость покрытий из окиси алюминия *

Материал подслоя	Прочность при отрыве в кГ/см2	Число теплосмен (с 900 до 20° С) до отслаивания покрытия
Без подслоя……………………………………. Сталь мягкая (ст. 3)…………………………… Сталь пружинная (66Г) ………………………. Сталь нержавеющая (Х18НА) ……………….. Нихром ………………………………………… Молибден………………………………………. Вольфрам ……………………………………… Алюминий ……………………………………..	35 71 76 82 84 66 77 34	2-5 4-12 4—9 25-48 19-48 0—1 0-1 -
* Основной металл — сталь Ст. 3, толщина подслоя ~ 0,03 мм. Толщина слоя окиси алюминия ~ 0,5 мм.

Покрытия из окиси алюминия могут длительное время работать при температуре 1500—1700° С,  инертны ко многим агрессивным средам. Они отличаются хорошими электроизоляционными свойствами:

Толщина слоя в  мм .................................  0.3         0,4        0,6        1,0

Пробивное напряжение в  кВ   ..............   0,71       0,85       1,52      1,6

Их применяют для защиты плавильных и разливочных тиглей от действия расплавов, предохранения кожухов термопар, облицовки транспортных валков термических печей, закрепления проволочных датчиков.

Покрытия из двуокиси циркония (Zr02). Вследствие высокой температуры плавления (2690° С) покрытия из Zr02 наиболее целесообразно наносить плазменными аппаратами типа УМП-5. Материалом для напыления служит порошок электроплавленой двуокиси циркония, стабилизированной окисью кальция. Технологический процесс напыления такой же, как и при напылении А1203. По сравнению с окисью алюминия покрытия из двуокиси циркония более термостойки, их можно эксплуатировать при температуре свыше 2000° С. Они обладают очень низкой теплопроводностью (при 100—500° С λ = 0,0012 кал/см·сек·град), поэтому их применяют преимущественно для термоизоляции и получения теплобарьерных покрытий.

3.7.  Наплавка напылением

Применяется для придания поверхности детали твердости, износостойкости, термостойкости и других избирательных свойств. Наибольшее практическое значение приобрели покрытия из самофлюсующихся хромборникелевых сплавов типа СНГН и их смесей с карбидом вольфрама ВСНГН. Их наносят с помощью газопламенной установки УПН-8 или плазменной УМП-5. Нанесенное покрытие нагревают газовой или плазменной горелкой до оплавления, при котором на поверхности образуется сплошной, тонкослойный наплавочный слой. Его твердость при применении сплава СНГН HRC 56—60, а микротвердость боридной фазы достигает 2300, которая при температуре до 500° С практически не изменяется.

Наплавке напылением подвергают быстроизнашиваемые детали насосов, лопаток вентиляторов, дымососов, шнеков, прессформ и аналогичных деталей, подвергаемых эрозионному износу, действию высоких температур и агрессивных сред.

Напыление органических полимеров

Требования к материалам. Методом газопламенного напыления возможно нанесение покрытий из большого числа термопластов как в чистом виде, так и с различными наполнителями. Покрытия из термореактивных смол после нанесения требуют термообработки для отверждения.

Для напыления пригодны только полимеры, которые при нагревании могут плавиться и переходить в жидкое или вязко-текучее состояние, а также хорошо сцепляться с покрываемой поверхностью. Необходимо также, чтобы при нагреве до температуры растекания не происходило термической деструкции и окисления напыляемого материала.

Существующая аппаратура для газопламенного напыления пластмасс рассчитана на применение напыляемого материала в виде мелкого порошка с размером частиц в пределах 0,15—0,25 мм. Порошки должны быть свободными от пыли и обладать удовлетворительной сыпучестью.

При выборе материала для напыления следует учитывать неизбежность значительного снижения механических свойств и химической стойкости покрытий, сравнительно со свойствами тех же полимеров в прессованном виде.

Газопламенные покрытия из пластмасс применяют для защиты от коррозии, электроизоляции, устранения неровностей на поверхности автомобильных кузовов, станин и других деталей, а также для получения теплоизоляционных облицовок.

На практике наиболее широко применяют покрытия из полиэтилена, этил-целлюлозы, битумов и других смол и их сополимеров. В качестве наполнителей используют металлические порошки, неорганические пигменты, микроасбест, графит, сажу, древесную муку.

Технологический процесс. Газопламенные покрытия из пластмасс можно наносить только на открытые и удобные для напыления поверхности без острых углов, незачищенных и пористых сварных швов и щелевых зазоров.

Покрытия наносят с помощью установки УПН-4 или УПН-6. Перед этим покрываемую поверхность прогревают до температуры растекания материала. Трудность нагрева до этих температур крупногабаритных и толстостенньгх изделий делает часто напыление покрытий невозможным.

Гладкие поверхности покрывают небольшими участками, последовательно один за другим.

Режим работы (мощность пламени, расстояние до поверхности изделия, скорость перемещения и пр.) зависит от свойств напыляемого материала, при работе вручную режим подбирают опытным путем.

3.8.  Сварка и наплавка металлов

3.8.1 Классификация износов и разрушений деталей. Выбор способов сварки.

Современный уровень сварочного производства позволяет надежно, быстро и дешево восстанавливать сложные дорогостоящие детали, вышедшие в процессе эксплуатации из строя вследствие поломок и износов, в частности, коленчатые валы, станины, цилиндры двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, насосов, гидравлических прессов, валы и другое сложное оборудование, работающее в тяжелых условиях динамических, вибрационных и тепловых нагрузок.

Для упрощения выбора способа сварки и наплавки подлежащие восстановлению детали могут быть разбиты на десять групп, для каждой из которых имеются наиболее целесообразные способы восстановления.

Группа I. Детали, рабочие поверхности которых имеют износ вследствие трения скольжения, трения качения и смятия (коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания, валы турбин и насосов и другого оборудования).

Примерная технология восстановления деталей этой группы приведена в табл. 3.21.

3.21. Рекомендуемые способы восстановления деталей I группы

Типы и материал деталей	Способы восстановления	Электроды, присадочные металлы и флюсы	Возможные области применения
Скользящие     и    опорные поверхности штампованных, кованых,   литых   и   прокатных деталей, изготовленных из   углеродистых   и   низколегированных сталей	Ручная    дуговая     наплавка	Электроды   типа   Э34,   Э42,   Э42А,   Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э55А,  Э60, Э85 и др. (ГОСТ     9467—75),    а    также     электроды ЭН-15ГЗ-25,     ЭН-14Г2Х-30 *,     ЭН-18Г4-35 * (ГОСТ 10051 — 75). Тип электрода выбирают в зависимости  от заданной  твердости наплавленного   слоя   и    характера    работы детали.    Для   массовых    работ   рекомендуются  электроды  марок  АНО-1,   ОЗС-3, ОЗС-4,     ИМЕТ-3,      МР-3,      УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и  другие высокопроизводительные электроды	Изделия индивидуального производства   с   ограниченными размерами наплавляемых поверхностей; толщина наплавлен-ного слоя не ограничена
	Автоматическая  и   полуавтома-тическая       наплавка под флюсом	Проволока     Св-08,     СВ-08ГА,    Св-10ГА, СВ-10Г2, СВ-08ГС,   СВ-12ГС (ГОСТ 2246—70) и другие   в зависимости  от  марки стали. Марки различных проволок углеродистые и легированные   по   ГОСТу   1054 3—75. Порошковые проволоки различных составов. Флюсы     ОСЦ-45,     АН-348А     по    ГОСТу 9087-59; керамические и плавленые флюсы различных составов	Изделия массового производства   со    значительными наплавляемыми      поверхностями
	Электрошлако-вая    наплавка	Проволоки  те  же, что и для автоматической сварки. Флюсы АН-20, АН-22 и др.	Изделия массового производства с большими объемами и площадями наплавляемого    слоя     при   толщине наплавки более 10 мм
	Вибродуговая наплавка	Проволоки,     обеспечивающие    нужную твердость   наплав-ленного   слоя,   в    частности,    Св-08,    Св-10ГА,    СВ-12ГС    и    др. (ГОСТ   2246-60 «),    1Х18Н9Т,    3X13,    У7, У9, Р9 и др., дающие наплавленный слой заданного состава, а также  проволоки по ГОСТу 10543—63	Изделия,   нагрев  которых в процессе  наплавки  нежелателен    (коленчатые    валы двигателей,       компрессоров и различные  детали оборудования)
Скользящие     и    опорные поверхности штампованных, кованых,   литых   и   прокатных деталей, изготовленных из    углеродистых     и    низколегированных         сталей.	Металлизация	Проволока,     обеспечивающая     нужные свойства  металлизационного  слоя,   в том числе Св-08, Св-10ГА, СВ-Х18Н9Т и др. по ГОСТу  2246— 60 *   и  различные марки  по ГОСТу 10543-63	Тела   вращения, не  допускающие  нагрева   при  восстановлении
Скользящие   и   опорные поверхности чугунных деталей	Ацетилено-кислородная наплавка	Проволоки Св-08, Св-08А, Св-10ГА и др. по ГОСТу 2246—60 *   и  различные  марки по ГОСТу   10543—63  в зависимости от состава основного металла	Изделия малого веса с незначительным износом
		Чугунные   присадочные    прутки    марок А   или   Б   по   ГОСТу   2671— 44.   Стержни НЧ-1,НЧ-2 ВНИИАВТОГЕНМАШ, флюсы ФНЧ-1,ФНЧ-2 ВНИИАВТОГЕНМАШ, бура или смесь буры с содой в равных количествах, газообразный флюс БМ-1, БМ-2	Различные    чугунные   детали малых  и средних размеров   с   изношенными   поверхностями
	Ручная    дуговая    наплавка	Чугунные электроды ОМЧ-1, ЦЧ-4 и др. со  специальными покрытиями.  Наплавка по флюсу угольными электродами	Различные    чугунные   детали массового или индивидуального производства
	Дуговая     полуавтоматическая наплавка	Порошковые проволоки ППЧ-1,  ППЧ-2 и др.
Скользящие     и     опорные поверхности бронзовых, латунных и медных деталей	Ацетилено-кислородная наплавка	Присадочные стержни, соответствующие по составу основному металлу.  Порошковые флюсы для сварки цветных металлов. Газообразные флюсы БМ-1 и БМ-2. Порошковые флюсы — бура и борная кислота	Различные детали из меди, латуни и бронзы с изношенными   рабочими   поверхностями
	Ручная    дуговая     наплавка     металлическим электродом	Электроды   или   присадочные   стержни, соответствующие основному металлу. При наплавке угольным электродом в качестве флюса применяют буру
	Полуавтоматическая наплавка       порошковой проволокой       открытой дугой,   под  флюсом  и в газах	Порошковая проволока, обеспечивающая получение    металла    заданного    состава, плавленые  или  керамические флюсы или углекислый газ
Изношенные   концы  рельсов и крестовин  из   углеродистых сталей Изношенные      железнодорожные крестовины  и стрелочные переводы	Ручная    дуговая     наплавка	Электроды          типа           ЭН-70Х11-25 *, ЭН-15ГЗ-25*    и   др.   по   ГОСТу   10051—62, марок      ОЗН-250,       ОЗН-300,  ОЗН-350, ОЗН-400, К-2-55	Восстановление      рельсового   пути   на   заводских  и магистральных линиях
		Электроды  типа  ЭН-70ХН-25 *, ЭН-70Х1НЗ-25 по ГОСТу 10061—62, марок ОМГ и ОМГ-Н	Восстановление      изделий из стали Г13
	Полуавтоматическая наплавка  под флюсом и в газах	Проволока    НП-ЗХ13,    НП-4Х13   (ГОСТ 10543—63).    Порошковая   проволока    типа 3X13.    Плавленные    флюсы.   Углекислый газ
Паровозные  бандажи,   вагонные   колеса,   катки  кранов	Дуговая    ручная   наплавка	Электроды типа   ЭН-15ГЗ-25,   ЭН-20Г4-40 и др. по ГОСТу 10051—62, марок ОЗН-300, ОЗН-350, У-340/105	Устранение    местных    незначительных износов
	Автоматическая        наплавка под флюсом	Проволока     по     ГОСТам      2246—60     и 10543—63. Флюсы ОСЦ-45 и АН-348А	Сплошная   кольцевая   наплавка  при массовом   восстановлении деталей
	Полуавтоматическая наплавка    под    флюсом и в углекислом газе	Порошковая       проволока,      проволока Св-08,   Св-08А   в  сочетании  с  магнитным флюсом  требуемого  состава или  керамическим флюсом. Проволока нужных марок НП-50, НП-65Г по ГОСТу 10543-63	Восстановительные работы в    условиях    серийного и массо-вого производства при местном  износе  незначительных размеров

Группа II. Детали, имеющие рабочие поверхности, изношенные вследствие трения, ударных нагрузок, воздействия температуры и газов, например, прокатные валки, пуансоны, матрицы и другие детали машин прокатного и штампового производства. Для восстановления этих деталей применяют различные способы ручной дуговой и автоматической наплавки, способы наплавки рабочих поверхностей специальными легированными сталями, которые по своим эксплуатационным свойствам превосходят основной металл.

Способы восстановления приведены в табл.  3.22.

3.22. рекомендуемые способы восстановления деталей II группы

Восстанавливаемые детали	Способы восстановления	Электроды, присадочные металлы и флюсы	Рекомендуемые режимы термообработки
Штампы    для    холодной обрезки и холодной штамповки	Ручная дуговая наплавка	Электроды типа ЭН-25Х12-40, ЭН-У12Х12Г2ФС-55, ЭН-60Х1СМ-50   по ГОСТу   10051-62,  марок ЦН-5, НЖ-2,  ЭН-60М,   РС-10,   Ш-I  и др.   для  штампов	Малые    объемы    наплавляют без подогрева   и  без последующей  термообработки.   При   наплавке  больших  объемов   требуется   предварительный  подогрев  до  300 — 400° С. Термообработка — по   техническим    условиям  на  исправляемую  деталь с учетом состава наплавленного металла
	Ацетилено-кислородная наплавка Автоматичес-кая    и полуавтома-тическая наплавка под флюсом	Сормайты № 1 и 2, стеллиты марок В2К, ВЗК, флюсы — бура   обезвоженная   или  смесь буры и борной кислоты. Проволоки   НП-105Х   по   ГОСТу  10543—63,   порошковые   проволоки  нужного  состава.   Флюсы плавленые и керамические
Ковочные и вырубные штампы горячей штамповки,       валки ковочных        машин, ножи для резки горячего металла	Ручная дуговая наплавка	Электроды     типа     ЭН-ЗОХЗВ8-40,     ЭН-35Г6-50, ЭН-35Х12ВЗФС-50,   марок   ЦШ-1,   ЦН-4,    НЖ-3, ЦН-7, ОЗИ-1, Х-53, КПИ-ЗХ2В8, ЦЧ-1М	Предварительный       подогрев детали до 400—600° С
	Ацетилено-кислородная наплавка	Стеллиты марок   ВЗК, В2К,  флюс — бура обезвоженная	Наплавка  в  нагретом состоянии,   последующий   нагрев   на 650—680° С для снятия напряжений
	Автоматическая    и полуавто-матическая наплавка   под    флюсом	Проволока       Св-08,       керамические       флюсы КС-8Х2В8, КС-ЗХ2В8, КС-Х12М и др. Проволоки   НП-5ХНМ, НП-5ХНТ, НП-5ХНВ, НП-45Х4ВЗФ,    НП-45Х2В8Т,      НП-45Х4ВЗФ     по ГОСТу    10543 — 63,    плавленые    и    керамические флюсы	Термообработка     после     наплавки   по    техническим  условиям на  исправляемую   деталь с учетом состава наплавленного металла
	То же порошковой проволокой	Порошковые            проволоки             ГП-ЗХ2В8, ПП-У15Х17Н2,   ПП-Х12ВФ   и   др.   В ответственных случаях применяют защиту дуги углекислым газом
Прокатные     валки различного   назначения	Ручная        дуговая наплавка	Электроды     типа     ЭН-20Г4-40 *,    ЭН-25Х12-40, ЭН-60Х2СМ-50 » и др. по ГОСТу 10051—62, марок ЦН-5,   ЭН-60М,   НЖ-2   для   случаев   наплавки малых изделий с местной выработкой	Подогрев до 370—400° С, в случае  необходимости   отпуск    на 650 — 680° С   для   снятия   напряжений
	Автоматическая наплавка под флюсом	Порошковая проволока  ПП-ЗХ2В8,  проволока ЭИ-701    и    др.    Флюсы    ОСЦ-45,    АН-348А    (по ГОСТу 9087—59)  и др.   Проволока   НП-45Х4ВЗФ, НП-60ХЗВ10Ф по ГОСТу 10543-63	Подогрев до 370 — 400° С, термообработка   в   случае  необходимости   по   режимам,  соответствующим составу наплавленного металла

Группа III. Детали, имеющие износ в результате абразивного воздействия и ударных нагрузок, работающие в машинах для переработки минерального сырья, обработки почвы, бурения скважин, добычи руды, угля, сланцев зубья экскаваторов, бурильный инструмент, оборудование цементных мельниц).

Наплавка деталей,  подверженных  значительному истиранию,  обеспечивает создание твердого износоустойчивого слоя. Как правило, восстановление этих деталей носит массовый характер. Примерная технология и способы сварки деталей этой группы приведены в табл. 3.23.

3.23. Рекомендуемые способы восстановления деталей III группы

Тип и материал деталей	Способы восстановления	Электроды, присадочные металлы, флюсы, элементы технологии
Рабочие части землеройных механизмов (экскаваторы,  землечерпалки,   землесосы, земснаряды,     роторные      землечерпалки и другое оборудование)	Ручная дуговая наплавка	Электроды типа ЭН-У30Х25РС2Г-60*, ЭН-УЗОХ23Р2С2ТГ-55 *   и   др.   (ГОСТ   10051—62),   марки Т-620, Т-540, ЦН-5, ЦН-7, Х-53, ХР-19, ОЗИ-1
	Автоматическая    и   полуавтоматическая       наплавка под флюсом	Проволока   Нп-40ХЗГ2ВФ,   Нп-4Х13,   Нп-Г13А   (ГОСТ 10543—63). Флюсы плавленые и бескислородные. Проволока   Св-08,   Св-08А,   Св-08Г и др.  по ГОСТу 2246—60 * и специальные  керамические флюсы;  порошковые проволоки; ленточные электроды и специальные флюсы
	Электрошлаковая           наплавка	Присадочный   металл,   дающий   нужную    твердость, порошковая    и   ленточная    проволока,    флюсы    АН-20 и другие этого типа. Проволоки по ГОСТу 10543—63
Загрузочные    конусы    доменных   печей и другое металлургическое оборудование, соприкасающееся  с  рудой в присутствии горячих газов	Ручная дуговая наплавка	Электроды типа ЭН-У30Х23Р2С2ТГ-55 и др. по ГОСТу 10051—62, марок Т-620, ЦН-5, ХР-19
	Электрошлаковая           наплавка	Порошковые   и  металлические  проволоки,   специальные флюсы
	Автоматическая    и    полуавтоматическая       наплавка под флюсом	Порошковая   проволока   и   специальные   флюсы  для наплавки   твердых    сплавов.    Проволока    по     ГОСТу 10543—63
Углеразмольное  и дробильное оборудование   из   углеродистых   и   специальных марганцовистых сталей	Ручная дуговая наплавка	Электроды типа ЭН-80Х4СГ-55,  ЭН-У10Г5Х7С-25 и др. по   ГОСТу   10051—62,   марок   Т-620,   Т-540,   ЦН-5,    Х-53, ХР-19, 13КН/ЛИВТ и другие этого типа
	Электрошлаковая          наплавка	Порошковая  проволока,  дающая  в наплавке металл Г13, флюс АН-20 и плавиковый шпат. Наплавка плавящимся мундштуком
	Автоматическая   и    полуавтоматическая наплавка	Порошковая     проволока     ПП-У50Х25Г6Т,    наплавка в углекислом газе. Проволока по ГОСТу 10543—63

Группа IV. Детали, имеющие эрозионные и кавитационные разрушения под воздействием жидкостных или газовых струй, обладающих большими скоростями, высоким давлением и в некоторых случаях высокой температурой, например: уплотнительные поверхности запорной и регулирующей аппаратуры на тепловых станциях, работающих на высоких параметрах, лопасти и рабочие камеры гидротурбин. Способы наплавки этих деталей даны в табл. 3.24.

3.24. Рекомендуемые способы восстановления деталей IV группы

Восстанавливаемые детали	Способ наплавки	Рекомендуемые электроды, присадочные материалы, флюсы	Режимы термообработки
Арматура  котлов  и аппаратов с рабочей температурой до 540° С	Ручная дуговая	Электроды   типа   ЭН -У20Х30Н6Г2 -40  по ГОСТу 10051—75 марки ЦН-3	Детали диаметром до  50 мм наплавляются   без    предварительного   подогрева.     Детали     большего     диаметра подвергают  общему  нагреву  до   650— 800° С  и   охлаждают   после   наплавки с печью
Арматура  котлов и аппаратов с  рабочей температурой до 600° С		Электроды   типа   ЭН-08Х17Н7С5Г2-30   и ЭН-У18К62ХЗОВ5С2-40 по   ГОСТу 10051—75 марок ЦН-2 и ЦН-6	Для электродов ЦН-2 те же режимы, что  и  для  ЦН-3. Наплавку  электродами ЦН-6 можно выполнять без подогрева, если он не требуется для основного металла
То   же, для   рабочей температуры до 650° С		Электроды типа  ЭН-08Х20Н11С9Г2-45 по ГОСТу 10051-75 марки ЦН-8	Предварительный  нагрев  до   700° С; наплавка   при   температуре   не   ниже 600° С. Охлаждение с печью   или  в горячем песке
Арматура   котлов и аппаратов,      работающих      при различных давлениях и температурах	Полуавтоматическая	Порошковая  проволока  различных  составов, дающая в наплавке  слой,  работоспособный  в   заданных условиях. Проволока по  ГОСТу  10543—63. Флюсы плавленые и бескислородные	Термообработка      по      техническим условиям применительно  к материалу аппаратуры  и  составу наплавленного слоя
	Газовая ацетилено-кислород-ная	Стержни сплава ВК-3, флюс — бура или смесь буры с борной кислотой	Подогрев газовой горелкой до  450 — 500° С; медленное охлаждение в песке или асбесте
Различные детали и части машин, подвергаемые   кавитационным разрушениям	Ручная дуговая	Электроды типа ЭА-1, ЭА-1Б, ЭА-2 и др. по   ГОСТу   10052—62.   В   случае   больших повреждений   производят вварку вставок и  накладок   из  стали   Х18Н9Т   и других этого типа	Предварительного   подогрева  и термообработки не требует
	Автоматическая под флюсом	Ленточные электроды  из стали  Х18Н9Т или другие этого типа, флюс АН-20
Различные части запорной аппаратуры   и   другие    машиностроительные     детали, требующие     наплавки     поверхностного   слоя  из  меди и медных сплавов	Автоматическая под флюсом	Ленточный или проволочный электроды из меди или бронзы, флюс АН-20	Режим термообработки определяется химическим    составом     наплавляемой детали
	Газовая автоматическая	Наплавка различных деталей,  уплотнительных колец запорной арматуры проволокой   Л62   или   ЛК62-05   с   применением газо-образного флюса БМ-1 и БМ-2	Предварительный    общий    подогрев до   450 — 500° С;  равномерное   охлаждение
	Газовая ручная	Проволока  Ml,  M3C,  Л62 или ЛК62-0,5. Газообразный флюс БМ-1 или БМ-2

Группа V. Детали, вышедшие из строя вследствие появления трещин, изломов и отколов, возникших в результате перегрузок и ударов. Технологию сварки назначают в зависимости от материала детали, характера повреждения и нагрузок, которые несет ремонтируемая деталь.

Технологические указания по исправлению таких дефектов приведены в табл. 3.25.

3.25. Рекомендуемые способы восстановления деталей V группы

Типы деталей и материал	Способы восстановления	Электроды, присадочные металлы и флюсы	Режимы термообработки
Детали    из    углеродистых    сталей   толщиной до   3 мм,  изготовленные холодной     штамповкой, гнутьем	Ацетилено-кислородная сварка	Проволока      Св-08,     Св-08А,     СВ-08ГА, Св-10ГА,    СВ-08ГС,    СВ-12ГС    по     ГОСТу 2246 — 60 *; ацетилен, кислород	Не требует
	Дуговая   сварка   в углекислом газе	Проволока СВ-08ГС,  СВ-12ГС   по ГОСТу 2246 — 60*.   Углекислота техническая, осушенная
	Ручная дуговая	Электроды Э34,   Э42,   Э42А,   Э46,   Э46А и   др.    по    ГОСТу   9467—60   марок   АН-1, ОМА-2, ВИАМ-25 и др.
Детали толщиной более 3   мм   из   углеродистых сталей,      изготовленные ковкой,   горячей   штамповкой и литьем	Ручная дуговая сварка	Электроды   типа   Э42,   Э42А,   Э46,   Э46А, Э50, Э50А, Э55 по ГОСТу 9467— 60 с рудным или  рутиловым  покрытием  для деталей, работающих при  статических  нагрузках, и с фтористо-кальциевым  покрытием  для деталей,   работающих   при   динамических нагрузках.      Рекомендуются     электроды марок   ОЗС-3,   ОЗС-4,   МР-3  УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, УОНИ-13/65 АНО-1 и др.	Детали     из      малоуглеродистых сталей   (до   Ст. 4)  не требуют термообработки.    Детали    из    сталей 25Л  и ЗОЛ  подогревают  до  300° С. Для толстостенных  деталей   желателен высокотемпературный отпуск при 650° С
Литые тяжелые детали из   углеродистых сталей толщиной 50 мм и более	Ручная дуговая сварка	Электроды   Э42А,    Э46А,    Э50А,    Э55   по ГОСТу     9467—60      с      фтористо-кальциевым      покрытием      марок     УОНИ-13/45, УОНИ/13/55, УОНИ-13/55 и др.	Подогрев до 300 — 400° С   и  отпуск при 650° С
	Электрошлаковая сварка	Проволока   Св-208,    Св-08А,   Св-08Г    по ГОСТу  2246—60*   и  др. в зависимости от состава основного металла. Флюсы   АН-8, АН-22, ФЦ-7	Желателен  отпуск   после сварки при температуре 650° С
Чугунные детали весом до 1500кг, нагрев которых не вызывает потери размеров. Чугунные детали, предварительный    подогрев которых нежелателен	Ацетилено-кислородная или пропано-кислородная сварка	Чугунные      присадочные      прутки     по ГОСТу   2671—44   марок   А   и Б. Флюсы — бура,     ФНЧ-1,      ФНЧ-2,      газообразные флюсы      БМ-1,      БМ-2,      разработанные ВНИИАВТОГЕНМАШем	Общий или местный  подогрев до 350—500° С.       Охлаждение       после сварки   естественное,    без    сквозняков
	Низкотемпературная сварка-пайка	Присадочные       прутки     НЧ-1,      НЧ-2 с   флюсами   ФНЧ-1,   ФНЧ-2;    проволока ЛОК59-1-03         с         активным        флюсом ВНИИАВТОГЕНМАШа.   Цинковый   пруток     марки   Ц     с     хлористым   флюсом ВНИИАВТОГЕНМАШа	Не требует
	Ручная дуговая сварка	Электроды        ЦЧ-4,        медно-железные ОЗЧ-1, медно-никеле-вые МНЧ-1, железно-никелевые ЦЧ-ЗА и др. этих типов
	Дуговая  полуавтоматическая сварка	Порошковая проволока ППЧ-1,  ППЧ-2 и др.
Медные,    латунные    и бронзовые детали	Ацетилено-кислородная сварка	Проволока, по  составу  близкая  к свариваемому    металлу.    Флюс — бура     или смесь буры с борной кислотой, газообразные флюсы БМ-1, БМ-2	В ряде  случаев  требуется  предварительный  или  местный  нагрев до     200—300° С.     Сварку    изделий больших     габаритов     производят двумя горелками
	Ручная дуговая сварка	Для сварки  медных деталей применяют электроды   «Комсомолец-100»   и   ЗТ,   для сварки  латуней  и  бронз — электроды   со стержнем,   близким  по  составу  к  основному   металлу   со    специальным    покрытием	Массивные детали требуют  местного   подогрева  газовой   горелкой или индуктором
Медные,    латунные    и бронзовые детали	Дуговая   сварка   в среде аргона или гелия      неплавящимся (вольфрамовым) электродом	Присадочный  металл  выбирают в зависимости   от  состава   основного   металла. Вольфрамовые  прутки  марок   ВЛ-10 или ВТ-15	Для изделий малого  веса подогрева    не    требуется.    Массивные детали  подогревают  до  350 — 400° С
	Дуговая   сварка   в среде   аргона,   гелия или азота плавящимся электродом	Присадочная проволока КМц-3-1	Массивные   детали   подогревают до 300—400° С
Детали из алюми-ния и алюминиевых      сплавов (штампо-ванные, кованые, литые)	Газовая сварка	Присадочная    проволока,    близкая    по составу   к   свариваемому   металлу;   флюс АФ-4А или его заменяющий	В   большинстве   случаев    термообработки не требует.    Изделия сложной    конфигурации требуют общего подогрева до 200—300° С
	Ручная дуговая сварка	Электроды ОЗА-1, ОЗА-2	Предварительный местный подогрев до 200—250° С
	Аргонно-дуговая сварка   неплавящимся электродом	Вольфрамовые прутки диаметром 1—5 мм марок ВЛ-10,   ВТ-15 или другие, их заменяющие. Присадочная проволока,  по  составу   близкая  к  свариваемому металлу. Аргон марок А или  Б по ГОСТу 10157—62	Не требует
	Аргонно-дуговая сварка    плавящимся электродом	Присадочная    проволока,     по    составу близкая  к  свариваемому металлу. Аргон марок А или Б по ГОСТу 10157—62

Группа VI. Детали, разрушившиеся в результате длительного воздействия знакопеременных или цикличных нагрузок (разрушение от усталости металла). Вероятность этих разрушений резко возрастает при высоком уровне напряжений в изделии, наличии конструктивных недостатков и дефектов в металле. При восстановлении этих деталей необходимо предусмотреть мероприятия по снятию усталостных напряжений, например, высокотемпературный отпуск стальных изделий при температуре 600—650° С.

Группа VII. Детали, разрушение которых произошло вследствие дефектов конструкции или изготовления и обработки, например, раковины или смещение стенок в чугунном и стальном литье, подрезы резцом в напряженных участках.

Детали с внутренними дефектами могут достаточно долгое время находиться в эксплуатации и работать с полной нагрузкой. В то же время следует помнить, что благодаря наличию дефекта уровень напряжений в этом сечении значительно возрастает. Перегрузка или вибрационная нагрузка вызывает разрушение перегруженного участка, и деталь выходит из строя. Технология сварки этой группы предусматривает заварку обнаруженных дефектов или усиление конструкции ремонтируемого узла приваркой усиливающих элементов в виде ребер жесткости или накладок. Прочность сварного соединения можно также повысить применением присадочного металла, обладающего большей прочностью и вязкостью, чем основной металл, и усилением ремонтируемого участка местной наплавкой.

Группа VIII. Детали, имеющие разрушения, происходящие из-за длительного воздействия на металл высокой температуры, передаваемой через газы, жидкости, пар. Эти разрушения чаще всего встречаются: в энергетических тепловых установках, паропроводах, пароперегревателях, барабанах котлов и другого оборудования паросилового хозяйства; в нефтеперегонной и химической аппаратуре; в двигателях внутреннего сгорания.

Тепловое разрушение металлов в большинстве случаев связано со значительным изменением их механических и физических свойств. Свариваемость таких металлов резко ухудшается. Ремонт изделий с тепловыми разрушениями является крайне тяжелой и сложной задачей. В ряде случаев приходится удалять значительные площади пораженного металла и даже целые узлы агрегатов. Такой ремонт требует детально разработанной технологии.

Группа IX. Детали, разрушившиеся в результате химического воздействия жидкостей, паров, газов (коррозионные разрушения). Такие разрушения деталей встречаются чаще всего в химической и нефтеперерабатывающей, лакокрасочной и текстильной промышленности; в котельных агрегатах; газовоздуходувках; лопастях и рабочих камерах гидротурбин. Особенно подвержены местной межкристаллитной коррозии изделия, изготовленные из аустенитной нержавеющей стали, не стабилизированной специальными присадками. В паросиловом энергетическом хозяйстве встречаются такие разрушения деталей в виде появления свищей в барабанах паровых котлов и пароперегревателях. Восстанавливают такие детали наплавкой дефектных мест электродами, дающими состав наплавки, близкий к основному металлу.

При кавитационном разрушении деталей рабочих камер и рабочих колес гидротурбин и насосов глубина пораженного слоя может достигать нескольких десятков миллиметров. Разрушения этого типа восстанавливают наплавкой нержавеющего слоя. Перед началом наплавки требуется убрать весь пораженный металл.

В ряде случаев химические повреждения сочетаются с тепловыми. Некоторые способы исправления типовых повреждений деталей этой группы приведены в табл. 3.26.

3.26. Рекомендуемые способы восстановления изделий IX группы

Характеристика восстанавливаемого агрегата и характер разрушения	Способ исправления	Электроды, присадочные материалы, элементы технологии
Котельные установки на различные давления и температуры. Трещины  в барабанах котлов,   сухопарниках,   трубопроводах,   изготовленных  из углеродистых сталей	Удаление поврежденного участка и    вварка    новой вставки,  изготовленной   из   материала,    близкого по   составу к основному	Электроды   типа   Э42А,   Э46А   и Э50А    по    ГОСТу    9467—60   марок УОНИ-13/45,     УОНИ-13/55    и    др. в зависимости  от состава основного металла.   Режимы сварки обычные
То же, при небольших разрушениях	Ручная дуговая наплавка
Барабаны    паровых    котлов, сухопарники,   грязевики, автоклавы, изготовленные  из углеродистых сталей.  Местные разрушения в виде свищей и раковин		Электроды  типа   Э42,   Э42А,   Э46 по ГОСТу  9467—60  диаметром  3; 4 и   5   мм.    Рекомендуются    марки ОЗС-4, УОНИ-13/45,   МР-3, УОНИ-13/55,   АНО-1   и  др.   Режимы тока минимальные  для выбранного диаметра электрода. Перед наплавкой необходима тщательная  механическая зачистка поверхности  металла,  после   наплавки — тщательная очистка от шлака
Различная  аппаратура, работающая   в   условиях    высоких температур и давлений, изготовленная   из   перлитных   теплоустойчивых  сталей типа ХМФ. Эрозионные   и    кавитационные разрушения		Электроды     типа     Э-М,    Э-МХ, Э-ХМ, Э-ХМФ,  Э-ХМФБ и другие этого типа по ГОСТу 9467—60. Марку электрода  выбирают  в зависимости от состава   основного металла.       Рекомендуются    следующие марки  электродов:   ЦЛ-14,  ЦЛ-20, ЦЛ-26, ЦЛ-27 и  другие этого типа
То же,  из сталей аустенитного класса		Электроды   по   ГОСТу   10052—62, марку электрода выбирают в зависимости   от состава   основного  металла  и требований   к износостойкости наплавляемого слоя.
Различная  аппаратура из нержавеющих    сталей.     Местная коррозия   швов   и  переходных зон		Электроды   по   ГОСТу   10052—62. Марку электрода выбирают в зависимости  ог состава  основного металла   Перед наплавкой необходима  тщательная  зачистка металла. Режимы сварки должны обеспечить минимальный нагрев основного метала.
То   же — сплошная   коррозия сварного соединения или основного металла   Рабочие колеса и камеры гидравлических турбин и насосов.  Кавитационные разрушения	Ручная дуговая сварка	Удаление поврежденного места и вварка заплаты.   Электроды те же, что и для наплавки
	Автоматическая сварка   под  флюсом	Наплавка или облицовка  поврежденных    участков   нержавеющей сталью.   Сплошная  наплавка   ленточным   или   проволочным  нержавеющим электродом типа Х18Н9 под флюсом АН-20
Химическая  и  нефтеперегонная    аппаратура,    работающая в   условиях   высокой  температуры и активной коррозионной среды. Различные повреждения основного   металла  и   сварных соединений  в виде  очагов коррозии, свищей и раковин	Ручная дуговая сварка	Электроды   по   ГОСТу   10052—62, марку электрода  выбирают в зависимости от марки свариваемого металла.     Наплавку    поврежденного участка   производят   после   его зачистки.   В   некоторых случаях поврежденный    участок    удаляют   и вваривают  вставку.   Режимы сварки — по  техническим условиям на электроды

Группа X. Детали, причиной разрушения которых явилось изготовление их из материалов, не отвечающих техническим условиям, в частности, материалов с избыточным содержанием вредных примесей, например: литые углеродистые стали с избыточным содержанием фосфора и серы, кипящие стали при работе в условиях низких температур, специальные стали и сплавы, содержащие большое количество газов — водорода, кислорода, азота. Восстановление таких деталей является крайне сложной задачей. В ряде случаев такие детали восстановлению не подлежат.

Достаточно часто разрушение детали происходит при одновременном воздействии двух или нескольких причин, например, из-за местного ослабления, вызванного наличием дефекта (группа VII) и усталостных напряжений (группа VI).

При выборе способа и методики восстановительных работ требуется тщательный анализ условий работы детали и причин ее разрушения.

3.8.2. Сварка стальных джеталей

Для ремонта стальных деталей применяют разнообразные способы и приемы сварки, главнейшими из них являются: электродуговая ручная сварка; газовая ацетилено-кислородная; электрошлаковая; дуговая автоматическая и полуавтоматическая под флюсом и в среде углекислого газа.

Электродуговая сварка наиболее применима для ремонтных целей, она позволяет выполнять работы в любом положении шва, что дает возможность проведения ряда работ без демонтажа оборудования, обеспечивает широкую возможность подбора металла шва, по механическим свойствам и химсоставу близкого к основному металлу; позволяет регулировать усадочные напряжения и уменьшать возможность поводки детали при сварке путем применения многослойных швов, изменением направления наложения шва; проковкой многослойных швов; применением двусторонних швов и рядом других технологических приемов; не требует сложного сварочного оборудования и может выполняться в различных производственных условиях.

Электроды, рекомендуемые для сварки стальных изделий. 

В настоящее время промышленность выпускает значительное количество разнообразных марок электродов, применяемых для сварки углеродистых сталей.

При выборе электродов для ремонта следует прежде всего определить тип покрытия рассматриваемой марки. В соответствии с ГОСТом 9467—75 предусмотрены следующие типы электродных покрытий.

Кислые покрытия (условный индекс А). Главными компонентами покрытий являются железные, марганцовые или железотитановые руды. Покрытия этого типа обеспечивают устойчивое горение дуги, возможность сварки от источника переменного тока и во всех пространственных положениях шва, удовлетворительное формирование шва. К числу недостатков этих покрытий относятся: большая токсичность при сварке благодаря значительному выделению сварочных аэрозолей и окислов марганца; невозможность легирования металла шва через покрытие; относительно высокое насыщение шва кислородом и водородом; грубочешуйчатая поверхность шва; сравнительно плохое отделение шлаков, особенно со швов в узкой разделке. К этой группе относятся электроды типа Э42 марки ЦМ-7, ОММ-5 и др., предназначенные для сварки углеродистых сталей, не выше, чем сталь Ст. 3. Электроды не могут быть рекомендованы для сварки литых стальных изделий большой толщины.

Рутиловые покрытия (условный индекс Р). Основным составляющим этого покрытия является титановая руда (рутил). Электроды этого типа МР-3, ОЗС-3, ОЗС-4, ОЗС-5, АНО-1, АНО-3, АНО-4 и ряд других обеспечивают получение наплавленного металла типа Э42, Э46. Они дают устойчивое горение дуги, позволяют использовать источники переменного тока. Хорошо формируют шов, обеспечивая мелкочеглуйчатое строение, значительно увеличивают производительность и обладают в 2—3 раза меньшей токсичностью по сравнению с электродами типа А. Эти электроды следует широко применять при ремонтной сварке различных конструкций и сосудов из обычных углеродистых сталей.

Основные покрытия (условный индекс Б). Эти покрытия, состоящие из углекислого кальция (мрамора) и плавикового шпата позволяют в широких пределах легировать металл шва через покрытия, обеспечивают получение наплавленного металла, свободного от кислорода, азота и водорода; такой металл обладает весьма высокими пластическими свойствами и высоким сопротивлением ударным нагрузкам. Покрытия типа Б наносят на электроды марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, УОНИ-13/65, УОНИ-13/85 и ряд других, относящихся к типам Э42А, Э46А, Э55А, Э65, Э85. С покрытиями этого типа выпускают все современные электроды для сварки специальных сталей, нержавеющих, окалиностойких, жаропрочных и специальных высоколегированных сплавов. Электроды с покрытиями типа Б требуют применения постоянного тока с обратной полярностью. Этот тип электродов является основным для выполнения всех ответственных сложных ремонтных работ на различных стальных изделиях, изготовленных литьем, ковкой, штамповкой, а также изделиях, изготовленных из низколегированных сталей. Электроды позволяют получить наплавленный металл без трещин, высокой прочности и с хорошим сопротивлением ударным нагрузкам. Марку электрода выбирают по марке свариваемой стали.

Целюлозные покрытия (условный индекс Ц). Основой этого типа покрытия являются органические вещества, которые, распадаясь и сгорая в дуге, создают газовую защиту дугового пространства. Электроды особенно удобны для сварки монтажных швов, выполняемых во всех пространственных положениях шва.

Покрытия смешанного вида - соответствующее двойное условное обозначение;

Прочие виды покрытий - условный индекс П.

Примечание. При наличии в составе покрытия железного порошка в количестве более 20% к обозначению вида покрытия электродов следует добавлять букву Ж.

Некоторые сведения об электродах для сварки стальных деталей приведены в табл. 3.27.

3.27. Электроды для ремонтной сварки стальных деталей

Показатели	Марка   электрода
	ОММ-5	ЦМ-7	АНО-1	ОЗС-3	МР-3	ОЗС-4	УОНИ- 13/45	УОНИ- 13/55	УОНИ- 13/65	ВН-48У
Тип электрода по ГОСТу 9467—75	Э42	Э42	Э46	Э42А	Э50А	Э60	Э46А Э50А
Вид покрытия по ГОСТу 9467-75	Кислое	Рутиловое	Основное
Коэффициент веса покрытия	30—38	40—45	140-150	145-175	35—45	30—40	33—38	33-38	33-38	110-130
Коэффициент наплавки, г/а • ч	7—8	10-11	16-18	16-18	8,5-9,5	8,5-9,5	8-9	8-9	8-9	2,5-14
Род тока, полярность	Переменный и постоянный прямой полярности	Переменный и постоянный	Постоянный обратной полярности
Предел проч-ности наплав-ленного металла в кГ/мм2	48—49	48—49	48—49	46—52	46—51	46—50	43—45	50—55	60-55	47—55
Относительное удлинение в %	18-27	21—28	28—32	20—32	18-31	20—26	28-32	25-30	20-25	25-33
Ударная вязкость в кГ/см2	8-14	10-11	11—16	12-22	13—20	9-12	25-30	25—30	18—30	14-22
Для сталей каких марок могут быть рекомендованы при ремонте	Углерод Ст. 3	истые до Ст. 4	Углеродистые до Ст. 4; низколегированные строи-тельные, вклю-чая сталь Г2	Углеродистые до Ст. 4	Углеродистые стали всех марок и ряд низколегированных конструкционных
Для каких толщин свариваемого металла при ремонте	>50 мм	Для любой толщины	Для любой толщины, начиная от 5 мм	Для любой толщины от 5 мм	Для любой толщины, начиная от 1 мм
Положение шва в пространстве	В любом положении; для сварки в потолочном положении диаметры электрода должны быть не более 4 мм	Нижнее и слегка наклонное	В любом положении шва, для сварки в потолочном положении диаметры электрода должны быть не более 4 мм	Нижнее и слегка наклонное
Примечание.   Кроме указанных в таблице   электродов могут   быть применены и другие марки, выпускаемые промышленностью для сварки углеродистых сталей, например: УП2-45У; ОЗС-6; АНО-2; АНО-3; АНО-4 и ряд других.

Оборудование для ручной дуговой сварки. 

Ремонтные работы можно выполнять обычным стандартным оборудованием, выпускаемым промышленностью.

Для сварки переменным током наиболее удобны трансформаторы типа СТЭ-24, СТЭ-34 с отдельной дроссельной катушкой. Можно также применять трансформаторы типа ТС и ТСК-300, ТСК-500 и СТН-500.

Для сварки легированных сталей и применения электродов с.покрытиями типа Б используются источники постоянного тока. Очень удобными для ремонтных работ являются сварочные выпрямители типа ВСС-300 и ВСС-500. Эти установки питаются от трехфазной сети напряжением 220—380 в, позволяют регулировать силу тока в широких пределах, обладают высокими динамическими свойствами, хорошо стабилизируют дугу и уменьшают разбрызгивание металла. Можно применять также сварочные мотор-генераторы типа ПС-300, ПС-500, ПСО-300, ПСО-500, ПСО-800 и др.

Для сварки толстостенных изделий рекомендуются многопостовые установки ВСК-1000 и ПСМ-1000.

В последнее время всё большее применение находят инверторные источники питания, обладающие рядом технологических преимуществ:

- минимальное разбрызгивание металла при сварке,

- сварка короткой дугой,

- сварка плохо свариващихся сталей,

- минимальный перегрев изделия,

- высокие технические характеристики (КПД=95-98%, cosφ=1, высокое быстродействие)

Подготовка деталей к сварке. 

Разделка трещин, отколов, изломов должна производится так, чтобы было проварено все сечение. При разделке следует особенно тщательно контролировать направление трещины и вести разделку так, чтобы трещина была удалена полностью. Следует всегда стремиться, чтобы объем удаляемого металла, а следовательно, и объем последующей сварки был минимальным. В ряде случаев, когда объем дефектного металла значителен, целесообразно удалить этот участок полностью и на его место вварить вставку, по составу близкую к основному металлу. Разделку можно выполнять: механическими способами, фрезерованием, строжкой, рубкой пневматическим или ручным зубилом, проточкой на станках и огневыми способами, резкой кислородными резаками, воздушнодуговым способом, резкой плазмой, дуговой выплавкой.

Выполнение сварочных работ.

Сварка стальных изделий большой толщины (50 мм и более) с содержанием углерода более 0,23% производится, как правило, с общим или местным подогревом до температуры 200—450° С. Нагревать можно индукторами, в электрических печах, в горнах, многопламенными горелками. Когда по условиям технологии требуется последующая после сварки общая термообработка всего изделия, наиболее удобным является выполнение работ в специальных электропечах без извлечения изделия из печи на все время работ. Печь должна быть построена так, чтобы место, где производят сварочные работы, было доступно для работы на нагретой детали и было изолировано от общего объема печи. Сварку производят электродами с покрытиями типа Б, рекомендуются марки УОНИ-13/45, УОНИ-13/50, УОНИ-13/55, УОНИ-13/65 и УОНИ-13/85. Марку электрода выбирают в зависимости от свариваемой стали. При сварке больших толщин применяют электроды диаметром 5; 6; 8 мм, при отсутствии электродов большого диаметра рекомендуется спаривать электроды в пучки по 2, 3 и 4 электрода. Сварку выполняют от источников постоянного тока обратной полярностью.

Для уменьшения внутренних напряжений и короблений при сварке стальных изделий большой толщины применяют послойную проковку шва, типа чеканки. Проковку ведут пневматическим молотком, зубилом с затуплением режущей кромки по радиусу 2 мм.

Интенсивность проковки определяется уничтожением рисунка шва, обычно для этого нужно средним пневматическим молотком дать 4—8 ударов по одному участку. Значительно уменьшают коробления и напряжения: местный или общий нагрев детали до 250—350° С; выполнение швов каскадом и горкой, обратно-ступенчатым швом, предварительная обратная деформация изделия перед сваркой; жесткое зажатие детали перед сваркой; постановка распорных клиньев в разделку; увеличение зазора в шве перед сваркой.

По окончании всех сварочных работ желателен высокотемпературный отпуск при температуре 650° С. Наиболее целесообразен отпуск с общим нагревом изделия. В ряде случаев, когда общий нагрев осуществить нельзя, можно провести местный высокотемпературный отпуск только сварного соединения. В этом случае нагрев осуществляется: индуктором, газовыми горелками, переносным горном с древесным углем или коксом.

Газовая сварка.

Ацетилено-кислородную сварку достаточно широко применяют при ремонте стальных деталей малого габарита и изделий, изготовленных из тонкого листового металла. Газовой сваркой с успехом восстанавливают различные мелкие детали в типографском, текстильном и швейном оборудовании. Она также является единственным способом при восстановлении различных деталей в приборах и аппаратах точного приборостроения. Положительными свойствами этого способа сварки для ремонта таких деталей являются: возможность точной сборки детали по излому с постепенным проплавлением этого места на полное сечение; возможность в широких пределах регулировать зону нагрева металла и благодаря этому избежать возможной подкалки и обеспечить нормальную обрабатываемость сваренного участка.

Для сварки стальных деталей обычно используют сварочную проволоку Св-08 и Св-08А по ГОСТу 2246—60.

Для получения более высокой механической прочности сварного соединения нужно применять проволоки Св-08ГС, Св-12ГС, Св-10Г2. Особенно они рекомендуются для сварки стыков трубопроводов малого диаметра и высокого давления.

Оборудование   для   газовой   сварки.   Наряду с обычными переносными  ацетиленовыми генераторами производительностью  1,25—2  м3/ч рекомендуется использование для  ремонтных работ растворенного ацетилена в баллонах. Это значительно упрощает все выездные работы, обеспечивает безоопасность и высокое качество работы.

В настоящее время промышленность выпускает две универсальные инжекторные горелки «Москва» и «Малютка», первая рассчитана на сварку металла толщиной до 30 мм, вторая — 0,2—4,0 мм.

Газовая резка — технологический прием, широко применяемый в ремонтной практике. Ее используют для вырезки поврежденных участков в ремонтируемых изделиях; изготовления новых вставок; снятия кромок при под-готовке изделия к сварке; для разделки трещин и отколотых частей. Применяют: резаки для разделительной резки «Пламя», РЗР-01-55, керосинорезы, резаки, работающие на газах-заменителях. Особенно удобны для ремонтных целей вставные резаки, присоединяемые к стволу обычной горелки «Москва» — РГС-53 для разделительной резки; РАТ-01-55 для вырезки труб из трубных решеток; РАО-01/55 для вырезки отверстий малого диаметра; изделия из нержавеющей стали обрабатывают установками типа УРХС-4, позволяющими выполнять разделительную и поверхностную резку. Для разделки трещин, удаления старых дефектных швов, подварки корня шва особенно рекомендуются резаки для поверхностной выплавки типа РПА-500, РАП-01-59 и другие этого типа. Эти резаки позволяют производить подготовку трещин и других дефектов на стальных изделиях большой толщины до 450 мм с образованием узкой и удобной по форме для сварки разделки с минимально возможной шириной и малым объемом наплавляемого металла.

Электрошлаковая сварка.

Этот способ сварки является наиболее производительным для изделий, имеющих толщину стенки 50 мм и более. Он позволяет: сваривать практически неограниченные толщины изделий с минимально возможным объемом наплавленного металла; полностью исключает тяжелый ручной труд; обеспечивает высокие механические свойства металла шва и равномерное распределение напряжений по всему сечению. Особенно следует рекомендовать этот способ сварки для восстановления поломанных колонн гидравлических и механических прессов, прямых участков валов приводных механизмов, валов, передающих усилие в прокатных станах и другого оборудования, имеющего круглое и прямоугольное сечение в изломе. Сварку таких изделий, имеющих свободные размеры по длине или допускающие изменения длины в пределах нескольких миллиметров, можно выполнять электрошлаковым способом с применением керамических или металлических форм проволочными или пластинчатыми электродами.

Электрошлаковую сварку можно также с успехом применять в следующих случаях ремонта:

-приварка отбитых частей большого сечения при свободных размерах и достаточно широких допусках, а также при возможности выполнения механической обработки после сварки;

-заварка трещин в массивных стальных изделиях при условии вертикального расположения трещины и достаточной ее прямолинейности;

-восстановление деталей электрошлаковой наплавкой отбитых и разбитых частей станин, когда приварка отбитых деталей или их изготовление вновь нецелесообразны;

-восстановление изделий путем приварки вновь изготовленных деталей с учетом нужных допусков на усадку.

Для ремонтных работ можно применять все способы электрошлаковой сварки, одной или несколькими проволоками, плавящимся мундштуком, одним или несколькими пластинчатыми электродами.

Выбор способа определяется конфигурацией изделия, объемом наплавляемого металла, характером излома, наличием сварочного оборудования, мощностью имеющегося источника тока.

Оборудование для электрошлаковой сварки достаточно сложно, дорого и требует наличия мощных источников тока в 500—1000— 3000 а. Приобретать такое оборудование для ремонтных работ целесообразно, если оно будет иметь систематическое применение. Для разовых случаев ремонта можно использовать оборудование, применяющееся на основном производстве, или привлечь для этих целей специализированную организацию, имеющую такое оборудование.

Формирование металла шва при электрошлаковой сварке является важным технологическим фактором. Применяемые часто в практике для этой цели медные охлаждаемые ползуны, перемещающиеся одновременно со сварочной ванной, могут быть использованы только для прямолинейных швов большой протяженности. Для сварки швов малой протяженности, а также сварки валов, колонн и изделий сложной конфигурации могут быть применены остающиеся стальные накладки, заранее приваренные к изделию. Удобными являются формы, которые заранее крепят на детали. Эти формы могут быть изготовлены из литейной земли, скрепленной жидким стеклом, огнеупорных плит, из шамотного или динасового кирпича. В основание формы закладывают стальную плиту, которая должна иметь надежный контакт со свариваемой деталью или со сварочным кабелем. Между плитой и изделием устанавливают зазор, необходимый для начала шлакового процесса. Одноразовые керамические формы очень удобны для ремонтных работ. Форма перед сваркой должна быть тщательно просушена до полного удаления влаги.

Присадочные материалы и флюсы. В качестве присадочного материала для электрошлаковой сварки можно применять обычные сварочные проволоки по ГОСТу 2246 — 60*, марку проволоки выбирают в зависимости от марки свариваемого металла; для углеродистых сталей применяют проволоку Св-08, Св-08А, Св-08ГА. Марки стали пластинчатых электродов и плавящихся мундштуков выбирают также в зависимости от марки свариваемой стали. Обычно для углеродистых сталей рекомендуются МСт. 1, 10ХСНД и др.

Для электрошлаковой сварки применяют специальные плавленые флюсы марок АН-8, АН-22, АНФ-1, АНФ-7 Института электросварки им. Патона или ФЦ-7 Отдела сварки ЦНИИТМАШ и др.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом.

Эти способы сварки находят применение для ремонтных целей главным образом в крупных ремонтных предприятиях я в ремонтных цехах больших заводов, где восстанавливают однотипные изделия с разрушениями, доступными для автоматической сварки. Для сварки применяют флюсы ОСЦ-45 и АН-348А по ГОСТу 9087—59 и проволоки по ГОСТу 2246 — 60*, марку проволоки выбирают в зависимости от марки свариваемой детали. Более широко этот вид сварки применяют при наплавочных работах.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа. Эта разновидность автоматической и полуавтоматической сварки может быть широко рекомендована для ремонтных работ. Особенно удобна полуавтоматическая сварка, которая позволяет выполнять швы в любом пространственном положении; производить сварку изделий с малой и большой толщиной стенки; получать швы с прочностью, равной основному металлу. Для сварки в углекислом газе рекомендуются полуавтоматы А-537, А-547 Института электросварки им. Па-тона и другие, предназначенные для этих целей. Углекислый газ по ГОСТу 8050 — 56 и углекислота техническая. Для сварки стальных изделий рекомендуется проволока марок Св-10ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С по ГОСТу 2246—60*.

Для сварки изделий из легированных сталей проволоку по химическому составу выбирают близкой к основному металлу. Сварку выполняют от источника постоянного тока обратной полярностью. Желательно применять источники тока с жесткой характеристикой, например ПСГ-350, ПСГ-500, ВС-200.

3.8.3. Сварка чугунных деталей

Качество сварного соединения в чугунных изделиях определяется:

- одинаковой твердостью металла шва, переходных зон и основного металла, допускающей обработку обычным режущим инструментом; это условие является обязательным, если сварное соединение находится на скользящей поверхности (рабочей поверхности трения);

- равнопрочностью сварного соединения и основного металла; это требование необходимо при выполнении сварки деталей, работающих на полное расчетное усилие. В ряде случаев при заварке незначительных литейных дефектов прочность сварного соединения может быть меньше прочности основного металла, если местное ослабление не уменьшает общей работоспособности детали;

- одинаковым химическим составом и структурой наплавленного и основного металла.

Сварное соединение, отвечающее указанным требованиям, можно получить только при применении чугунных стержней или чугунных электродов.

Существующие способы сварки чугуна можно разделить на две группы:

-горячая сварка с общим или местным нагревом изделия перед сваркой;

-холодная сварка без предварительного нагрева изделий.

Горячая сварка

Предварительный нагрев изделий уменьшает скорость охлаждения ванны и напряженное состояние детали, понижает общую и местную жесткость, обеспечивает отсутствие трещин и возможность механической обработки. Для многих деталей, обладающих большой жесткостью, например блоков автомобильных двигателей, необходим общий или местный нагрев.

При сварке чугунными электродами или присадочными стержнями чугун, наплавленный на холодное изделие без предварительного нагрева, охлаждается с большой скоростью, особенно в интервале от температуры затвердевания сплава до 600° С. Такие скорости охлаждения неизбежно приводят к образованию твердых структур. Предварительный нагрев изделия перед сваркой уменьшает скорость охлаждения наплавленного металла и препятствует образованию твердых закалочных структур.

Температура предварительного нагрева определяется размерами детали, жесткостью конструкции, толщиной стенок, объемом наплавляемого металла и структурой чугуна. Для большинства деталей нагрев до 400—450° С обеспечивает получение обрабатываемого сварного соединения и создает условия, исключающие образование трещин. В ряде случаев при сварке сложных деталей температура должна быть повышена до 550—600° С.

Способы нагрева определяются условиями производства. Для изделий небольших размеров и веса удобно использовать печи конвейерного типа. В ряде случаев применяют газовые и электрические печи. Индивидуальные изделия при отсутствии печей подогревают во временных горнах.

Ацетилено-кислородная сварка. Этот вид сварки широко применяют для заварки дефектов литья и ремонтных целей. Сварку выполняют нормальным пламенем. В качестве присадочного металла используют чугунные прутки марки А и Б (ГОСТ 2671—44).

Детали сложной конфигурации с тонкими стенками и мелкозернистой структурой рекомендуется сваривать прутками марки А. Для тяжелых толстостенных деталей и изделий, подвергающихся длительному нагреву, следует применять прутки марки Б. Диаметры прутков 8—16 мм. Поверхность прутка должна быть очищена от литейной корки. Хорошие результаты дают прутки, отлитые в металлические формы или в графитизированную землю. Применение флюса при сварке обязательно. В качестве флюса берут буру техническую безводную Na2B407. Обычная кристаллическая бура содержит кристаллическую воду, которая ухудшает ее флюсующие свойства. При нагревании буры до 400° С она расплавляется и превращается в стекловидную массу. После остывания ее растирают в мелкий кристаллический порошок и используют при сварке. Хорошие результаты дает флюс ФНЧ-1 следующего состава: бура 23%, сода 27%, азотнокислый натрий 50%.

По сравнению с другими способами газовая сварка чугуна обладает рядом технологических преимуществ: регулирование в широких пределах скорости нагрева сварочной ванны и величины нагреваемых зон, прилегающих к сварному шву, скорости заполнения сварочной ванны присадочным металлом и скорости охлаждения сварного шва, а также возможность повторного нагрева для снятия напряжений. Эти преимущества делают сварное соединение легко обрабатываемое по всему сечению и металл шва, соответствующий по качеству основному металлу.

Процесс сварки выполняют обычно по следующей технологической схеме: нагрев свариваемых кромок пламенем горелки до 750—850° С; обработка нагретой поверхности флюсом; дальнейший нагрев до начала оплавления свариваемых поверхностей (960—1100° С).

Газовую сварку чугуна широко применяют при ремонте деталей небольшого веса, а также при сложных ремонтных работах на ответственных изделиях больших габаритов и веса, требующих специальной технологии (станины прессов, цилиндры компрессоров и паровых машин, головки дизелей). В ряде случаев для этого необходимо изготовить временные нагревательные устройства.

Детали малых габаритов и веса можно сваривать без предварительного нагрева. При сварке массивных деталей не всегда нужен общий нагрев, например при наплавке ребер жесткости. В этих случаях целесообразно применять местный нагрев. Перед заваркой трещин, разрывов, отколов и других механических повреждений производят сборку и подготовку изделия к сварке. Наиболее точной является сборка по излому. Части изделия предварительно скрепляют хомутами, стяжками и другими приспособлениями. Чем точнее собрана деталь, том более вероятно сохранение размеров сварного изделия. Собранные детали прихватывают и, если это предусмотрено технологией, подвергают нагреву. Детали, имеющие трещины, обычно сваривают без механических креплений. Кромки под сварку разделывают в холодном или нагретом состоянии (окислительное пламя газовой горелки) с помощью чугунного прутка или стального стержня.

Дуговая сварка чугунным электродом.

Этот вид сварки применяют для тяжелых и толстостенных чугунных отливок. Процесс сварки характеризуется значительной концентрацией тепла в месте сварки, что обеспечивает глубокое проплавление основного металла и создает некоторый перегрев сварочной ванны.

В промышленности применяют различные покрытия для чугунных электродов. В состав наиболее распространенного электрода ОМЧ-1 входят (в %): мел 25, графит 41, ферромарганец 9, полевой шпат 25. Покрытия замешивают на жидком стекле. Толщина слоя покрытия 0,1—0,2 мм на сторону, отношение веса покрытия к весу стержня 12—15%. Покрытия наносят в один слой методом окунания. Как правило, прутки марки Б дают лучшие результаты. Длина стержней 350— 500 мм, диаметр 12—20 мм. Покрытые электроды просушивают, а затем прокаливают при 180—200° С. Перегрев сварочной ванны и большая жидкотекучесть расплавленного металла требуют формовки места сварки. Разделку под сварку можно выполнять механическим способом или огневой резкой. Формовка должна надежно удерживать жидкую расплавленную ванну.

При сквозной разделке формуют нижнюю часть шва, боковые грани и верхние кромки по линии, отстоящей на 5—8 мм от границы разделки шва. Для заварки раковин формуют только верхние кромки. Формовочная масса должна обладать высокой прочностью и выдерживать вес расплавленного чугуна. Широко применяют формовочные смеси следующего состава (в %): кварцевый песок 40, формовочная обработанная земля 30, белая глина 30.

Подготовленную к сварке деталь подвергают общему или местному нагреву. Температура при этом определяется объемом наплавляемого металла, толщиной стенок, массивностью и общей конфигурацией детали. В большинстве случаев нагрев до 350—450° С вполне достаточен для получения положительных результатов. Иногда температура должна быть доведена до 550—600° С. Дуга питается от источников переменного и постоянного тока; для чугунных электродов больших диаметров для поддерживания большого объема расплавленной ванны необходимо применять мощные источники тока. Наиболее пригодны преобразователи ПСМ-1000 и ПС-500. Для переменного тока желательно иметь трансформаторы ТСД-1000 и СТН-700. Режимы силы тока выбирают из расчета 50—90 а на 1 мм диаметра электрода.

Сварка порошковой проволокой.

Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработан автоматический и полуавтоматический способ сварки чугуна с применением порошковой проволоки марки ПП-Ч-1. Сварку ведут от источника постоянного тока обратной полярности. Сварку желательно выполнять с защитой дуги углекислым газом. Порошковая проволока ПП-Ч-1 имеет следующий химический состав: 6,5—7,0% С; 3,8—4,2% Si; 0,4—0,6% Mn; 0,2 — 0,6% Ti; 0,7 — 1,0% А1; остальное — железо. Этот расчетный состав дает в наплавленном металле 4,5—5,5% С; 3,5—4% Si; 0,5—0,9% Мn; 0,3—0,6% Ti; 0,5—0,9% А1. Для проволоки диаметром 3 мм рекомендуются следующие режимы сварки: сила тока 250—280 а, напряжение сварки 28—32 в, скорость подачи проволоки 180 м/ч, ток постоянный, полярность обратная, защитная среда СО2. В неответственных случаях можно сваривать открытой дугой без защиты.

3    Справочник механика, т. 2

Холодная сварка

Существующие способы холодной сварки чугуна характеризуются следующими технологическими особенностями:

-интенсивным охлаждением сварного соединения благодаря быстрому отводу тепла в основной металл и окружающую среду;

-значительными внутренними напряжениями, возникающими вследствие неравномерного местного нагрева и большой скорости охлаждения места сварки;

-получением твердых закаленных структур в сварном соединении вследствие быстрого охлаждения.

К холодной сварке чугуна относят дуговую сварку металлическими электродами (стальными и из цветных металлов), а также низкотемпературную газовую сварку — пайку.

Сварка стальными электродами.

При наплавке валика на чугунную деталь стальным электродом в первом слое образуются чугун с пониженным содержанием углерода и высокоуглеродистая сталь, содержащая 1,6—1,8% С. Такие сплавы легко образуют твердые закаленные зоны и обладают большой хрупкостью. Во втором слое наплавки содержание углерода уменьшается до 0,5—0,6% и только в третьем слое оно приближается к содержанию его в металле электрода (0,1%). Технологические приемы сварки чугуна стальными электродами направлены на снижение твердости, хрупкости и уменьшение возможности образования трещин в переходных зонах и первых слоях наплавленного металла. К ним относятся: сварка первых слоев на режимах с малой погонной энергией; применение электродов малого диаметра (не более 3—4 мм); уменьшение силы тока до 30—35 a на 1 мм диаметра электрода; обеспечение минимально возможной глубины проплавления основного металла (0,5—2,0 мм); двухслойная наплавка, при которой после наложения первого валика длиной 50—60 мм сварщик сразу наплавляет на этот валик второй слой. Такая наплавка позволяет частично улучшить структуру сварного соединения и несколько увеличить пластичность первых слоев наплавки.

Опыт показал, что малоуглеродистые электроды с тонкими стабилизирующими покрытиями дают в ряде случаев вполне достаточные для практических целей результаты. Такими электродами можно заваривать короткие трещины на изделиях с малой толщиной стенки, которые не подлежат обработке, а также несквозные раковины при интенсивном охлаждении основного металла.

Из числа электродов, предназначенных для сварки мало- и среднеуглеродистых сталей при сварке чугуна, лучшие результаты дают электроды с покрытием основного типа на основе мрамора и плавикового шпата, в частности, электроды марки УОНИ-13/55. При сварке этими электродами количество трещин в первых слоях минимальное, а во втором и последующих слоях они полностью отсутствуют. Наплавленный металл обладает некоторой вязкостью, во втором и третьем слоях — обрабатываемостью. Сварку ведут постоянным током при обратной полярности, глубина расплавления основного металла получается минимальной, в металл шва попадает небольшое количество углерода.

Холодная сварка чугуна стальными электродами не позволяет получать сварное соединение без твердых закаленных структур. Переходные зоны при этом являются самым слабым местом сварного соединения.

Для устранения этого недостатка при ремонте тяжелых и громоздких чугунных изделий в корпус детали ввертывают стальные шпильки, которые усиливают связь между основным и наплавленным металлом. Это упрочняет переходную зону и улучшает работоспособность сварного соединения. Обычно ставятся шпильки диаметром 6 —12 мм, глубина постановки 1,5—2 диаметра. Количество шпилек выбирают в зависимости от качества чугуна и условий эксплуатации детали (3—10 шт. на 100 мм шва).

Сварка чугуна специальными электродами марки ЦЧ-4, дающими в наплавленном слое специальный сплав, содержащий до 7% ванадия. Эти электроды могут быть широко рекомендованы для различных ремонтных работ. Они обеспечивают высокую прочность наплавки, почти полностью исключают образование твердых закаленных структур в металле шва и в переходных зонах, дают плотный наплавленный металл, свободный от трещин. Сварку ведут постоянным током, можно применять также переменный ток. Силу тока для электрода диаметром 3 мм устанавливают 80—90 а, 4 мм — 120—140 а.

В случае если заваривают большие объемы, после наложения второго слоя можно переходить на электроды марки УОНИ-13/45 или УОНИ-13/55.

Сварка электродами из цветных металлов. Цветные металлы (в основном медь и никель) применяют для дуговой сварки чугуна с целью получения сварного соединения, обрабатываемого нормальным режущим инструментом. Более сложно получить сварное соединение без отбеленных закаленных переходных зон. Наплавка валика на холодный металл неизбежно ведет к быстрому отводу тепла. В переходной зоне участок металла, нагретый в интервале от 760° С до температуры плавления и быстро охлажденный, образует твердый закаленный мой отбеленного чугуна. Величина и характер переходных зон при сварке цветными металлами отличаются от этих же зон при сварке стальными электродами, так как в первом случае отсутствует диффузия углерода из основного металла в шов. В некоторых случаях при выполнении многослойных швов и пра-вильно выбранных режимах сварки с малой погонной энергией дуги на изделиях с небольшой толщиной стенки удается получить сварное соединение, которое обрабатывают по всему сечению.

Электроды со стержнем из меди и никеля или различных композиций этих элементов обеспечивают прочность сварного соединения, равную 80—90% от прочности основного металла.

Сварка электродами из медно-железных сплавов. Структура металла шва представляет собой двухфазную систему из железоуглеродистого сплава, насыщенного медью и медной составляющей. Обрабатываемость шва зависит от соотношения меди и железа в сплаве. С увеличением количества железа повышается содержание углерода, диффундирующего из расплавленного чугуна в шов и, следовательно, растет твердость металла шва.

Наилучшей является композиция сплава из 80—90% меди и 10—20% железа. Такие сплавы дают удовлетворительно обрабатываемое прочное и вязкое соединение. Существует несколько видов медножелезных электродов для сварки чугуна: медный стержень в железной трубке со стабилизирующим покрытием; электрод из биметаллической проволоки; пучок электродов из медных и стальных стержней; медный стержень с покрытием основного типа (мрамор, плавиковый шпат), содержащим железный порошок. Хорошие результаты дают электроды ОЗЧ-1, обеспечивающие получение наплавленного металла с равномерным распределением железа в медной основе. Металл, наплавленный этими электродами, обладает большой вязкостью, хорошо поддается проковке и легко обрабатывается. В состав покрытия входит железный порошок в количестве 50%. Стержень — из меди марок Ml, M2 и МЗ; диаметры электрода 3,4 и 5 мм. Толщина слоя покрытия соответственно 0,7—0,9; 1,0—1,2 и 1,3—1,5 мм, сила тока соответственно 90—120; 120—140 и 160—190 а.

Сварка электродами ОЗЧ-1 осуществляется на постоянном токе обратной полярности.

Необходимо учитывать, что хорошие результаты сварка медно-желозными электродами дает при тщательной проковке и чеканке швов, поэтому в труднодоступных местах, где проковка невозможна или затруднена, применять эти электроды нецелесообразно.

Сварка никелевыми электродами. Никелевые электроды используют, как правило, для заварки различных литейных дефектов, обнаруживаемых в процессе механической обработки чугунного литья на рабочих поверхностях, не допускающих повышения твердости. Значительно реже их применяют при ремонтной сварке.

В качестве электродов используют медноникелевые и железоникслевые сплавы. К ним относятся монель-металл следующего состава (в %): никель 65—75, медь 27—30, железо 2—3, марганец 1,2—1,8, магний 0,1—0,3, а также мельхиор, в котором содержится 80% меди и 20% никеля. Эти сплавы для сварки чугуна используют примерно в тех же целях, что и медножелезные сплавы, т. е. для получения обрабатываемых швов, обладающих некоторой вязкостью.

Взаимно растворимые никель и железо образуют прочное и надежное соединение. При сварке чугуна этими сплавами углерод не диффундирует из зоны термического влияния в шов; отбеливание переходной зоны значительно меньше, чем при сварке стальными или медножелезными электродами, а в ряде случаев полностью отсутствует.

Электроды из никелевых сплавов, применяемые в промышленности, изготовляют с покрытиями основного типа. В большинстве случаев сварку выполняют постоянным током обратной полярности.

Хорошие результаты дает покрытие, состоящее из зеленого карборунда (70%) и углекислого бария (30%).

При сварке электродами, содержащими никель и медь, следует проплавлять основной металл на минимальную глубину не более 1,5—2 мм, накладывать тонкие швы с малым объемом металла длиной до 60 мм, производить проковку швов сразу после их наложения по горячему металлу.

Сварка железоникелевыми электродами. ЦНИИТМАШем разработаны электроды марок ЦЧ-3 и ЦЧ-ЗА, которые можно применять для сварки высокопрочного и серого чугуна.

Сварка аустенитно-медными электродами. В институте электросварки им. Е. О. Патона разработаны аустенитно-медные электроды для сварки чугуна марки АНЧ-1.

Металл стержня электрода — аустенитная хромоникелевая проволока марки Св-ОХ18Н9; на стержень надета медная оболочка толщиной 0,75 мм; покрытие основного типа.

Низкотемпературная сварка

ВНИИАВТОГЕНМАШем разработан способ заварки дефектов чугунного литья без расплавления основного металла, получивший название низкотемпературной сварки. Сварку выполняют ацетилено-кислородным пламенем. Дефектный участок, подготовленный механическим способом к сварке, подогревают газовой горелкой до 790—830° С и покрывают специальным флюсом, который обрабатывает нагретую поверхность и создает условия для соединения расплавленного металла присадки с нерасплавленным основным металлом.

Присадочный чугунный пруток специального состава расплавляется пламенем горелки и, растекаясь по нагретой поверхности под пленкой флюса, образует прочное и плотное соединение с основным металлом. К особенностям этого способа сварки относятся: значительное уменьшение внутренних напряжений, сохранение состава основного металла в зонах термического влияния, хорошая обрабатываемость соединения по всему сечению.

Тепловой режим сварки с невысоким нагревом основного металла создает благоприятные условия для равномерного распределения тепла в переходных зонах. Опытные наплавки на детали большой толщины показывают, что закалка переходных зон почти отсутствует.

Присадочные прутки для низкотемпературной сварки изготовляют из серого чугуна с примесью никеля и титана. Стержни диаметром 5, 6 и 8 мм отливают в кокиль, корковые или земляные формы — по специальной технологии. Химический состав стержней приведен в табл. 3.28.

3.28.  Химический состав стержней для низкотемпературной сварки (в %)

Марка стерж- ней	С	Si	Мn	Ni	Ti	Р	S	Сг	Назначение
							не более
НЧ-1	3,0-3,5	3,0-3,4	0,6-0,7	0,4—0,6	0,03-0,05	0,2—0,4	0,05	0,05	Заварка литья с Тонкими стенками
НЧ-2	3,0-3,5	3,5—4,0	0,6-0,7	0,4-0,6	0,03-0,05	0,2-0,4	0,05	0,05	Заварка литья с толстыми стенками

Наличие титана и никеля значительно снижает энергию поверхностного слоя расплавленного металла, увеличивает его жидкотекучесть, создает хорошее растекание и смачивание расплавленным металлом нагретой поверхности. Сварку ведут с флюсами: ФНЧ-1 или ФНЧ-2.

Завариваемый участок подготавливают механическим способом (вырубкой, сверловкой, фрезерованием, строжкой) с полным удалением неметаллических включений в дефектном участке.

Простые по форме массивные изделия, в которых не могут возникнуть трещины, заваривают без общего подогрева. Изделия сложной конфигурации, обладающие большой жесткостью, тонкими стенками и завариваемыми дефектами, расположенными в жестких узлах, требуют общего предварительного подогрева до 300—350° С. При сварке нагретый конец присадочного прутка опускают во флюс и затем вводят в пламя горелки.

Сварка-пайка

Этот способ требует нагрева свариваемых кромок до температуры плавления припоя (750—850° С). Различные флюсы, содержащие буру, обеспечивают хорошую растекаемость и смачиваемость основного металла присадочным. Практически применяют два способа.

Сварка-пайка латунной проволокой. Для этой цели можно применять латунные проволоки марок ЛОК, Л62 и ЛК62. Лучшие результаты дает латунь Л62 с использованием флюса следующего состава (в %): бура 23, сода 27, азотнокислый натрий 50. Этот флюс может быть применен также и для сварки литыми прутками.

Сварка-пайка сплавами, отлитыми в прутки. В химический состав прутка нходят (в %): медь 60—65, цинк 30—35, олово 2,5—3,5. Для наплавок, работающих на истирание, в этот состав добавляют марганец (1%) и железо (до 1,5%).

3.9.  Наплавочные работы

Наплавку широко применяют при выполнении ремонтных работ, когда требуется восстановить изношенные рабочие поверхности деталей, и при изготовлении новых изделий, когда нужно создать рабочие поверхности, отличающиеся по составу металла и механическим свойствам от основного металла изделия. Наплавка позволяет с малыми затратами создавать изделия высокой работоспособности. Особенно большой экономический эффект можно получить, применяя наплавку в ремонтных работах. При правильном выполнении наплавочных работ восстановленная деталь может ничем не отличаться от вновь изготовленной, а в ряде случаев наплавкой можно достичь более высокой работоспособности восстановленной детали по сравнению с новой изготовленной из одной марки металла.

Наплавку однотипных деталей необходимо производить автоматическими способами. Автоматизация наплавки тел вращения осуществляется достаточно просто и позволяет: резко увеличить производительность, дать высокое и однородное качество наплавленного слоя, освободить сварщика от тяжелого и однообразного труда и резко уменьшить стоимость наплавочных работ. Для ряда случаев весьма перспективны полуавтоматические способы наплавки специальными проволоками, порошковой проволокой, наплавка в углекислом газе.

Основные технологические сведения. Наплавочные работы выполняют теми же способами, что и сварку.

По основным технологическим приемам наплавочные работы отличаются от сварочных прежде всего долей участия основного металла в металле наплавки. В большинстве сварочных процессов стремятся различными приемами увеличить количество расплавляемого основного металла, увеличить глубину проплавления и довести долю расплавленного основного металла до возможного максимума. Наплавочные работы требуют минимальной доли основного металла, переводимого в металл наплавки. Оптимальным является выполнение наплавочных работ без расплавления основного металла. В этом случае можно получить гарантированный состав наплавленного металла, заданный заранее. Такие соединения можно получить, применяя процессы сварко-пайки. Уменьшение глубины расплавления основного металла, кроме постоянства состава наплавки, также обеспечивает: возможность значительного уменьшения внутренних напряжений, короблений и получения наплавки без образования трещин. Глубину расплавления основного металла можно регулировать: режимом тока, мощностью горелки, шириной наплавляемого валика, изменением угла атаки пламени, применением холостых электродов.

Электроды для наплавки регламентированы ГОСТом 10051—75. Типы электродов по ГОСТу и марки, выпускаемые промышленностью, приведены в габл. 3.29.

3.29.  Типы и марки электродов для получения наплавленных слоев с особыми свойствами

Типы электродов по ГОСТу 10051—75	Марки электро-дов	Область применения	Примерные режимы наплавки
ЭН-70Х11-25, ЭН-70Х11НЗ-25	ОМГ, ОМГ-Н, МВТУ-1А	Наплавка  изношенных деталей, изготовленных из  сталей Г13  и Г13Л (ж-д. крестовины, броневые  плиты шаровых мельниц, била и др.)	Электроды     ОМГ    предназначены    для однослойной      наплавки,     ОМГ-Н — для многослойной.   Ток   постоянный,   полярность   обратная.     Наплавку     выполняют с минимально возможным нагревом детали
ЭН-15ГЗ-25	ОЗН-300, ЦН-250, ЦН-350	Наплавка  паровозных  и  вагонных  деталей, крановых колес, осей, валов, деталей автосцепки,   концов   рельс,  автотракторных деталей, валов станков	Ток постоянный,   полярность   обратная. Стали,   содержащие   углерода  до  0,25%, наплавляют без подогрева. При более высоком  содержании   углерода  подогрев до 150—250° С. Термообработке наплавленные детали не подвергают
ЭН-14Г2Х-30	К-2-55	Наплавка  изношенных  рельсовых  концов   и   ж-д.   крестовин   из   углеродистой стали, деталей   автосцепки  и других аналогичных деталей	Ток переменный  и  постоянный.  Термообработка после наплавки не требуется
ЭН-18Г4-35	ОЗН-350	Наплавка   ж-д.   крестовин,   паровозных и вагонных осей,   осей  кранов,  автотракторных деталей	Ток постоянный,   полярность   обратная. Для  сталей  с  повышенным содержанием углерода и марганца  требуется предварительный подогрев до 350 — 400° С
ЭН-20Г4-40	ОЗН-400	Наплавка быстроизнашиваемых  деталей машин, механизмов, осей, валов, трамвайных рельсов и других деталей	Ток постоянный,   полярность  обратная. Дуга   возможно   короткая    Для  деталей с  повышенным  содержанием   углерода  и марганца   предварительный   подогрев   до 350—400° С
ЭН-25Х12-40, ЭН-У12Х12Г2ФС-55, ЭН-60Х2СМ-50	ЦН-5, НЖ-2, Ш-1, ЭН-60М	Наплавка штампов холодной штамповки обрезного кузнечного   инструмента,  работающего  с большой  нагрузкой поверхностей, подверженных   эрозионному износу. Электроды НЖ-2 для наплавки арматуры, рабо-тающей при температуре 450° С	Ток постоянный,   полярность  обратная, наплавка    короткой   дугой.    Желательно охлаждение  металла   между  наложением отдельных слоев.   Термообработки не требует
ЭН-30ХЗВ8-40, ЭН-35Г6-50, ЭН-30Х12Г2С2-55, ЭН-35Х12ВЭФС-50	ЦШ-1, ЦН-4, НЖ-3	Наплавка ковочного, штамповочного обрезного кузнечного инструмента, работающего   при   высоких  температурах в условиях больших нагрузок	Ток постоянный,   полярность   обратная. Дуга   короткая,   наплавка  не   менее  чем в два слоя. Возможная термообработка по режимам, указанным в паспортах электродов
ЭН-80В18Х4Ф-60, ЭН-90В9Х4Ф2-60	ЭНР-62, ЦИ-1М, ЦИ-2У, КПИ-ЗХ2В8, ОЗИ-1	Наплавка  режущего  инструмента   (резцы, фрезы, развертки), штампов для горячей  штамповки,   работающих  в  тяжелых условиях	Ток   постоянный,   полярность обратная, предварительный  подогрев  до температуры   300—600° С.   Последующая   термообработка по режиму,   указанно-му в паспорте на электроды
ЭН-У10Г5Х7С-25	12АН/ЛИВТ	Наплавка деталей, подверженных действию ударной нагрузки и высокому удельному давлению (молотки- дробилок, зубья экскаваторов)	Ток постоянный,   полярность  обратная. Предварительного  подогрева и последующей термообработки не требует
ЭН-УЗОХ28С4Н4	ЦС-1	Наплавка быстроизнашиваю-щихся деталей (зубья ковшей экскаваторов,  землесосов, детали металлургического оборудования и др.)	Ток постоянный,   полярность   обратная. Массивные  детали  подогревают до 400° С, охлаждение  на   воздухе.   Термообработки не требует
ЭН-80Х4СГ-55	13КН/ЛИВТ	Наплавка деталей,   подвержен-ных абразивному износу (лемеха и ножи дорожных машин, колеса  земснарядов, цепи шагающих экскаваторов)	Ток постоянный,   полярность   обратная. Наплавка    многослойная.   Наплавленный металл отжигу не подвергают
ЭН-УЗОХ25РС2Г-60	Т-590	Наплавка  деталей,   подвергаемых сильному абразивному  износу (лопатки дымососов, била  размольных мельниц, цементное оборудование)	Постоянный   ток   обратной   полярности и переменный ток. Наплавленный металл термо-обработке   не   подвергают.    Наплавленный   металл  может давать  трещины, которые   не   ухудшают эксплуатационные свойства
ЭН-08Х17Н7С5Г2-30	ЦН-6	Наплавка     уплотнительных    поверхностей арматуры, работающей  при температуре до 600° С	Ток постоянный,   полярность  обратная. Детали  малых  размеров  наплавляют без подогрева. Массивные детали требуют нагрева  до 600° С.   Наплавленный слой термообработки не требует.
ЭН-У18К62ХЗОВС5С2-40	ЦН-3	Наплавка уплотнительных поверхностей котельной и  нефтяной  аппаратуры, работающей при температуре до 600° С	Ток постоянный,   полярность   обратная. Предварительный и сопутствующий нагрев детали до температуры 600° С. Охлаждение вместе с печью
ЭН-У20ХЗОН6Г2-40	ЦН-3	Наплавка уплотнительных поверхностей арматуры,   работающей   при   нагреве   до 540° С (тарелки, седла, шпиндели)	Ток постоянный,   полярность   обратная. Требуется предварительный и сопутствующий нагрев детали до 600° С.   Охлаждение медленное. Термообработки не требует
ЭН-08Х20Н11С9Г2-45	ЦН-8	Наплавка уплотнительных поверхностей аппаратуры высокого   давления, работающей при температуре до 650° С	Ток постоянный,   полярность   обратная. Нагрев детали  до  700° С.   В процессе наплавки темпера-тура должна быть не ниже 600° С. Охлаждение медленное с печью
Примечания:   1.   Обозначение  типа  электрода:   ЭН — электрод   наплавочный;   далее   условное  обозначение  среднего содержания главных элементов химического  состава  наплавленного металла; наличие буквы У обозначает содержание углерода в десятых долях  процента.   При  содержании   углерода   в сотых долях процента   букву У не указывают; цифра, стоящая после условного обозначения, указывает среднюю твердость наплавки. 2. Содержание серы и фосфора для всех типов электродов не более 0,040% каждого.

Наплавка зернистыми сплавами угольной дугой. Зернистые сплавы представляют собой механическую смесь веществ, дающих после расплавления достаточно однородный сплав, обладающий нужной износостойкостью и твердостью. Некоторые из этих сплавов изготовляют спеканием компонентов в однородную массу и последующего дробления его на крупку нужного размера. В некоторых сплавах компоненты скрепляют введением в состав шихты жидкого стекла. Составы некоторых наиболее употребительных сплавов приведены в табл. 3.30.

3.30. Составы зернистых сплавов, наплавляемые угольной дугой

Компоненты	Сталинит	Висхом 9	Боридная смесь БХ	Боридная смесь КБХ
Феррохром ....................... Ферромарганец ............... Чугунный порошок    ...... Кокс   ................................ Серебристый графит  ...... Железный порошок    ...... Борид хрома  ....................	37,7                        10,8                        47,1                        4,4                      - - -	5 15 74 - 6 - -	- - - - - 50 50	60 - - - - 30 5

Автоматическая и полуавтоматическая наплавка.

Применение автоматических и полуавтоматических способов в наплавочных работах позволяет:

-резко повысить производительность работы;

-освободить сварщика-наплавщика от тяжелого  и однообразного труда;

-обеспечить равномерность состава наплавки и заданные размеры наплавляемого слоя;

-уменьшить расход наплавочных материалов и электроэнергии.

В промышленности применяют следующие способы автоматической и полуавтоматической наплавки: обычной электродной проволокой по ГОСТу 2246—60* под плавленым флюсом; этой же проволокой под керамическими флюсами; специальными наплавочными проволоками по ГОСТу 10543—63 открытой дугой, с защитой углекислым газом, под плавлеными и керамическими флюсами; порошковыми проволоками и лентами открытой дугой, под слоем плавленого флюса или с газовой защитой в углекислом газе; ленточными электродами с газовой защитой, под керамическими и плавлеными флюсами; вибродуговая наплавка; газовая наплавка цветных металлов и сплавов на стальные изделия с применением газообразного флюса.

Керамические флюсы дают возможность легировать металл наплавки в широких пределах, они недефицитны, просты в изготовлении и могут быть широко рекомендованы для наплавочных работ. Для сварки под этими флюсами употребляют обычную сварочную проволоку. Составы керамических флюсов приведены в табл. 3.31.

Порошковую проволоку можно применять для наплавки: открытой дугой без защиты; с защитой углекислым газом; под плавлеными флюсами. Основным преимуществом порошковых проволок является возможность широкого изменения состава наплавленного металла путем изменения состава шихты. Составы наиболее распространенных порошковых проволок даны в табл. 3.32.

Для наплавки можно применять любые автоматы и полуавтоматы, предназначенные для дуговой сварки и наплавки. Некоторым затруднением при этом является возможность смятия проволоки подающими роликами. Институт электросварки им. Е. О. Патона разработал специальный держатель А-725-Б, который может быть включен к любому полуавтомату.

3.31.  Состав легирующих керамических флюсов

Составляющие флюса	Содержание составляющих во флюсах в %
	КС-Х12Т	КС-Х12М	КС-Х14Р	КС-ЗХ2В8	КС-Р18Р	КС-Р9Р
Мел   ......... Фтористый    кальций Двуокись титана   .  . Кремнезем ...... Окись магния .... Окись натрия .... Углерод ....... Кремний    ...... Марганец   ...... Хром    ........ Вольфрам ...... анадий ....... Молибден   ...... Алюминий ...... Титан   ........ Сера ......... Фосфор   ....... Карбид бора    .... Железо     (из    ферросплавов) ......	40.0-43,0 5,0—6.0 5,0-6.0 8,6—10.0 - 1,5—1,7 2,3-3,0 ≤0,7 ≤0,7 16,5-18,0 - - - 0,7-1,1 3,5-4,0 ≤0.1 ≤0,1 - 14,0—19,0	38,0—42,0 5,0—6,0 5,0-6,0 8,6— 10,0 - 1,5—1,7 2,0-2,4 ≤0,7 ≤0,7 16,5-18,0 - - 0,8-1,4 0,7—1,1 3,5-4,0 ≤0.1 ≤0,1 - 14,0—19,0	37.0-40.0 8,0—10,0 - 8,6-10,0 12,0-14,0 1,5—1,7 2,0-2,3 2,1-2,4 ≤0,7 17,0-18,5 - - - - - ≤0,1 ≤0,1 2,8-3,0 7,0—10,0	40,0—43,0 8,0-9,5 13,5—14,5 3,0—5,0 - 1,5-2,0 0,4—0,55 2,0-2,5  0,7-1,0 3,0—3,6 10,0-12,0 0,4—0,7 - 0,2—0,3 1,0-1,5 ≤0,1 ≤0,1 - 10,0-14,0	26,0—28,0 8,5—9,0 8,5—9,8 3,0-5,0 - 1,5-2,0 1,5—1,4 ≤0,7 ≤0,7 4,9—6,2 20,0-22,5 2,2—3,0 - 0,6-0.9 0.7-1,0 ≤0,15 ≤0,15 0,7-0,8 17,5-19,0	31,5-33,5 8,5—10,0 8,0—9,0 4,0—5,5 - 1,4—1,6 1,5-1,8 ≤0.7 ≤0,7 4.9-6.2 13,0—15,0 4,0-5,5 - 0,6—0.9 0.7-1,0 ≤0,15 ≤0.15 0,3-0,4 17,0—20,0
Химический состав наплавленного металла в %
Углерод ....... Хром   ........ Вольфрам ...... Ванадий ....... Молибден   ...... Титан   ........ Кремний    ...... Марганец   ......	1,5-1,9 10-13 - - - 0,2 0,5 0,6	1,3-1.6 10—13 - - 1,0-1,8 0,2 0,5 0,6	1,8-2,2 12-14 - - - - 0,8 0,6	0.3-0,4 2,2—3,0 7,5-8,0 - 0,2—0,5 0,1 0,5 0,8	0,75—1,0 3,8-4,5 17,0-20,0 - 1,2-2,5 0,1 0,5 0,6	0,85-1,15 3,8—4,5 8,5-14,0 - 2,0-3,3 0,1 0,5 0,6
Примечание: Флюсы КС-Х12Т и КС-Х12М применяются для наплавки штампов, ножей гильотинных ножниц, роликов и другого инструмента для холодной обработки металлов.         Флюс КС-3Х2В8 – для наплавки штампов горячей штамповки металла         Флюс КС-Х11Р – для наплавки деталей, работающих на абразивный износ         Флюс КС-Р18Р и КС-Р9Р – для наплавки металлорежущего инструмента

3.32. Составы порошковых проволок, применяемых для наплавки

Составы проволок	Марки проволок
	ПП-Р9 для режущего инструмента	ПП-P18 для режущего инструмента	ППЗХ2В8 для штампов и прокатных валков	ПП-У15Х17Н2 для штампов и прокатных валков	Для деталей, воспринимающих ударную нагрузку	Для деталей из марганцовистой стали Г13
Стальная   лента   08кп   сечением 0,8 X 15   ....... Ферровольфрам В2 ..... Феррохром ФХ200   ..... Феррованадий Вд2 ....... Ферромарганец ............ Ферротитан    ............... Графит .......................... Железный порошок    .... Кремнефтористый      натрий Никелевый порошок ………   Карбид бора   .......................	72,00 11,65 8.30 4,20 - - 0.75 1,10 2,0 - -	64,00 22,40 8,20 3,04 - - 0,71 - 1,65 - -	71.00 12,32 3,9 1,0 1,65 - 0.19 7.9 1,95 - -	65,00 - 28,50 * - - - - 4,50 - 2,0 -	70,00 - 18.50 * - - 9.40 1,30 - - - 1,30	62,0 - - - 23,10 - - 14,9 - - -
* Феррохром ФХ800.

Наплавка ленточным электродом. Для получения тонких равномерных слоев на больших площадях целесообразно применять наплавку ленточным электродом под флюсом. Такие наплавки можно выполнять металлической или порошковой лентой. Наплавку металлической лентой широко применяют при покрытии стальных поверхностей тонким нержавеющим слоем, в частности, рабочих лопастей и камер гидротурбин для защиты от кавитации. Наплавка ленточным электродом обеспечивает ровный тонкий слой наплавленного металла с минимальной глубиной расплавления основного металла. Порошковую ленту изготовляют из двух полос, скрепленных между собой по краям закаткой или сваркой. Промежуток между полосами заполняют зернистой шихтой. Такая лента позволяет получать наплавленный слой любого заданного состава. Для равномерного распределения шихты одну полосу ленты делают гладкой, на второй полосе штампуют отдельные ячейки, заполняемые шихтой. Для наплавки больших поверхностей и массовых работ созданы специальные наплавочные автоматы, в которых происходит и изготовление ленты и наплавка.

Для наплавочных работ рекомендуются ленты стальные холоднокатаные, изготовленные из конструкционных сталей по ГОСТу 2288—57, из инструментальной и пружинной стали по ГОСТу 2283—57, из нержавеющих сталей по ГОСТам 4986—54 и 2615—54. Ленту поставляют в рулонах шириной до 100 мм и толщиной 0,4—1,0 мм. Ширина наплавленного валика равна ширине ленты. Может использоваться также лента, изготовленная методом бесслитковой прокатки металла. Такие ленты изготовляют из легированного чугуна и высоколегированных сталей. Состав некоторых литых лент приведен в табл. 3.33.

3.33. Химический состав литой электродной ленты

Марка ленты	Содержание элементов  в %
	С	Si	Мп	Сг	W	V	S	Р
ЧЭ Г13А 4X13 4ХЗВ8	3,3-3,6 1,0-1.2 0,4-0.5 0,35-0,45	1,3—1,4 ≤0,2 0,6 0,6—0.9	0,2—0,4 12-14 0,6 0,6—0,9	- - 13-15 2.5— 3,2	- - - 8,0-10,0	- - - 0.2— 0,4	0,05 0,04 0,04 0,04	0,05 0,03 0.04 0.04

Вибродуговая (электровибрационная) наплавка. Сущность способа состоит в том, что к вращающейся детали автоматической головкой подводится проволока, конец которой совершает продольно-осевые колебательные движения, прикасаясь к детали и отходя от нее на заданную величину. Благодаря таким колебаниям между вращающимся изделием и проволокой периодически зажигается дуга, которая угасает в момент короткого замыкания проволоки с изделием и вновь возбуждается при удалении от изделия. В момент короткого замыкания расплавленный металл проволоки приваривается к детали. Для уменьшения разогрева детали дуговой промежуток и деталь охлаждаются водяной эмульсией, содержащей 50—60 г кальцинированной соды и 10—15 г технического мыла на 1 л воды.

Режимы наплавки: напряжение дуги меняется в пределах 4—32 В, частота колебаний 25—100 гц, диаметр сварочной проволоки 1—3 мм, сварочный ток 110—210 а.

Наплавленный металл представляет собой мелкопористую металлическую массу, насыщенную кислородом, азотом и водородом. В процессе наплавки интенсивно выгорают углерод, марганец, кремний. Благодаря периодичности зажигания дуги обеспечивается минимальный нагрев основного металла и минимальные деформации наплавляемой детали. Описываемый способ рекомендуется для наплавки слоев толщиной 1—2 мм на рабочие шейки коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания и различные детали станочного оборудования. Недостатками этого способа являются сравнительно большие потери металла на угар и разбрызгивание (10—30%); малая прочность наплавленного слоя; возможность местной закалки основного металла, особенно высокоуглеродистых сталей при наплавке деталей с большой массой.

Оборудование для вибродуговой наплавки состоит из станка для вращения детали или ее продольного перемещения при наплавке на плоскость и автоматической сварочной головки, которая подает проволоку к изделию и сообщает ей вибрационные колебания.

Электрошлаковая наплавка. Этот способ применяют для деталей, где наплавляемый слой должен быть после обработки не менее 8 мм. Минимальная толщина слоя после наплавки 10—12 мм. Можно наплавлять металл, обладающий специальными свойствами: износостойкостью, жаростойкостью, электропроводимостью, стойкостью против коррозии, а также наплавлять на сталь медь, различные медные сплавы, латуни, бронзы. Обычно глубина расплавления основного металла составляет 2—3 мм, что обеспечивает постоянство состава наплавляемого слоя. Состав наплавляемого слоя определяется составом присадочного металла. Производить легирование наплавки через флюс нельзя. Присадочные металлы при электрошлаковой наплавке применяют в виде проволоки, стержней, пластин, лент, отходов металлов, собранных в пакеты, а также в виде порошковых проволок и лент. Наплавку ведут под флюсами, которые употребляют для сварки. Для углеродистых и низколегированных сталей применяют флюсы АН-8, AII-8M. Высоколегированные слои наплавляют с флюсами АН-22 и 48-08-6. Высоколегированные слои повышенного качества наплавляют с применением фторидных флюсов АНФ-1, АПФ-5, АНФ-6, АНФ-7. Наплавку ведут в вертикальном положении наплавляемой плоскости. Для формирования поверхности наплавляемого слоя применяют медные охлаждаемые водой ползуны.

Наплавка газовым пламенем. Для наплавки применяют газовое ацетилено-кислородное пламя с той же аппаратурой, что и для газовой сварки. В ряде случаев для наплавки можно рекомендовать работу на газах — заменителях ацетилена, пропан-бутановых смесях. Производительность газовой наплавки ниже, чем дуговой. Тем не менее она находит широкое применение в производстве при восстановлении различных мелких деталей, изготовленных из чугуна, стали и цветных металлов (меди, латуни, бронзы, алюминия и его сплавов).

Особенности газовой наплавки:

-широкая возможность регулировки степени нагрева основного металла; малая глубина проплавления основного металла;

-возможность наплавки слоя малой толщины (0,5 мм) заданного состава;

-возможность наплавки на сложные криволинейные поверхности с острыми кромками.

Наплавка твердых сплавов. Твердые износостойкие и эрозионностойкие слои наплавляют сплавами типа стеллитов, сормайтов и высоколегированных чугунов. Газовая наплавка в этом случае обеспечивает однородность наплавленного металла, полное отсутствие пористости, отсутствие перемешивания наплавляемого сплава с основным металлом, равномерность наплавленного слоя. Составы наиболее употребительных литых сплавов для газовой наплавки приведены в табл. 3.34.

3.34. Сортамент и области применения присадочных прутков для газовой наплавки твердых сплавов   (ВНИИАВТОГЕНМАШ)

Марка

ГОСТ или ТУ

Твердость наплавлено-го металла НRС не более

Область применения

ЗХ2В8

ГОСТ 5950—63

22

Наплавка  матриц  и  пуансонов  для горячих работ (штамповка, прессование)

Х9С2

ГОСТ 5632-61*

22

Наплавка клапанов и других деталей, работающих при высоких температурах с небольшой нагрузкой

Св-18ХГСА

ГОСТ 2246—60

22

Восстановление деталей  из сталей  соответствующих марок

Р9 и Р18

ГОСТ 5952-63*

28

Изготовление нового и восстановление изношенного инструмента из быстрорежущей стали

Сормайт № 2 (литой)

—

35

Наплавка   деталей,   работающих  на   абразивный  износ   и ударные нагрузки при нормальных температурах

Сормайт № 1 (литой)

МПТУ 2275—49

45

То же, при высоких температурах без ударов

ВК (литой)

ГОСТ 4834—49

40

Наплавка  деталей,   работающих  на абразивный износ: лемеха плугов, ковши землечерпалок и т. п.

ХЧ (литой)

ТУ   ВНИИ-АВТОГЕНМАШ

46

То же, при особо интенсивном износе

Стеллит ВК2

АМТУ 291—57

46

Восстановление  деталей,  подверженных износу в условиях коррозии и   высокой  температуры,   лопатки турбин, клапаны двигателей и др.

Стеллит В КЗ

—

41

То же, лучше сопротивляется ударам, но менее износостоек

Карбид вольфрама Т3

—

85

Наплавка бурового инструмента

Примечание.   Стержни Т3 изготовляют из стальной трубки диаметром 6 мм, наполненной карбидом вольфрама.

3.35. Составы флюсов для наплавки твердыми сплавами

Марка наплавляемых сплавов

Составные части в %   (по весу)

Бура прокаленная

Борная кислота

Мрамор

Плавиковый шпат

Ферро-титан

Ферросилиций

Ферромарга- нец

Сода

Двууглекислая сода

Углекислый натрий

Кремнезем

Азотнокислый натрий

ЭХ2В8, Х9С2     ............. Х9С2 .................. Белый   чугун,   хромистый   чугун ХЧ, чугун марки КУ Сормайт № 1, сормайт № 2  ...... Стеллиты: В2К, ВЗК   (флюс № 1 при   наплавке углеродистых сталей)    Стеллиты: В2К; ВЗК   (флюс №  2 при наплавке легированных сталей)

50,0 5,6 23,0 50.0 100,0 20,0

50,0 – - - - 68,0

- 48,0 - - - -

- 24,0 - - - 12,0

- 8,8 - - - -

- 4,8 - - - -

- 4,8 - - - -

- 4,0 - - - -

- - - 47,0 - -

- - 27,0 - - -

- - - 3.0 - -

- - 50.0 - - -

Наплавку ведут нормальным пламенем. Наплавляемую поверхность доводят до начала плавления. Для лучшего соединения расплавленной присадки с основным металлом применяют порошковые флюсы, составы которых приведены в табл. 3.35.

3.10.  Гальванические покрытия и химическая обработка металлов.

3.10.1. Виды гальванических и химических покрытий и их назначение

Гальванические покрытия осуществляют нанесением металлов па поверхность деталей путем электрокристаллизации металлов из водных растворов соответствующих солей (электролитов) при прохождении через них постоянного тока.

Химическую обработку поверхностей производят за счет химического или электрохимического взаимодействия растворов с металлом детали.

Гальванические покрытия и химическую обработку металлов широко используют при ремонте оборудования, технической оснастки и инструмента. Виды гальванических и химических покрытий и их основное назначение приведены в табл. 3.36.

3.36. Назначение гальванических и химических покрытий

Назначение покрытия	Наименование гальванического (химического) покрытия	Рекомендуемые толщины покрытий (пленок) в мм
Наращивание изношенных поверхностей деталей машин	Хромирование Электролитическое    осталивание (железнение) Химическое никелирование	0.2—0,5 0,6—1,5 0,08—0,10
Упрочнение поверхности (повышение твердости  и износостойкости)   рабочих поверхностей а) деталей машин и оснастки	Хромирование Химическое никелирование	0,1—0,2 0,03-0.06
б) режущего инструмента	Хромирование Химическое никелирование	0,005—0,008 0,002—0.003
в) мерительного инструмента	Хромирование Химическое никелирование	0,04—0,08 0,02—0,04
Повышение    жаростойкости,   защита от газовой эрозии и коррозии	Химическое никелирование Хромирование Анодирование алюминия Фосфатирование	0,03—0,05 0.06-0,12 0,05—0,20 0,008—0,01
Улучшение     приработки     трущихся поверхностей	Фосфатирование Электролитическое    свинцевание Электролитическое лужение Электролитическое меднение Пористое   хромирование    (точечный вид пористости)	0,008-0,010 0,005—0,010 0.005—0.010 0.006—0.010 0,08 - 0,15
Повышение   маслоемкости поверхностей,   создание   пористой   поверхности для  обеспечения  надежного приставания красок и лаков	Фосфатирование Анодирование алюминия Пористое хромирование	0,006—0,008 0,02—0.050 0,10-0,15
Улучшение  злектропроводности контактирующих поверхностей	Меднение Латунирование Серебрение Электролитическое лужение	0,01 - 0 015 0,003 - 0,005 0,005—0,010 0,005—0,008
Облегчение пайки деталей	Электролитическое лужение Меднение Химическое никелирование	0,002—0,005 0,015—0.020 0,012—0,015
Повышение    отражательной    способности поверхностей	Хромирование Серебрение Химическое никелирование	0,005-0,008 0,005-0,008 0,005—0,008
Защита  от   коррозии   деталей,  работающих  в условиях атмосферного воздействия	Цинкование Бронзирование Оксидирование (с промасливанием) Фосфатирование   (с промасливанием) Химическое никелирование	0,015—0,035 0,020—0,030 0,0015—0,003 0,006—0,008 0,007-0,015
Защита  от  коррозии  деталей,  работающих в условиях повышенной влажности, в воде (в том числе морской)	Кадмирование Бронзирование Химическое никелирование	0.015—0,035 0,025—0,040 0,007—0,015
Защита  от  коррозии  деталей,   работающих   в   слабых   растворах    серной кислоты	Свинцевание Хромирование  в тетрахроматных электролитах	0,050—0,150 0,007-0,010
Защита от   коррозии   деталей,   работающих в растворах щелочей	Никелирование Химическое никелирование	0,005—0.000 0,008—0,01

3.10.2. Технология гальванических  покрытий и химической обработки.

Для получения качественных гальванических покрытий или пленок (при химической обработке) необходимо: 1) хорошо подготовить детали к покрытиям (дать требуемую механическую обработку, подобрать подвесное приспособление, хорошо обезжирить деталь, выбрать наилучший способ и режим декапиро-вания и пр.); 2) правильно выбрать режим электролиза (химической обработки) и обеспечить постоянство условий электролиза в процессе выдержки деталей в ванне; 3) по окончании электролиза детали тщательно промывают, нейтрализуют, а затем подвергают либо тепловой обработке (при химическом никелировании, хромировании, железнении), либо пассивируют (при цинковании, кад-мированни), либо замасливают или закрашивают красками (при фосфатировании, оксидировании, анодировании).

Типовые схемы технологических процессов приведены в табл. 3.37.

3.37. Типовые схемы технологических процессов гальванического   наращивания и химических способов обработки деталей

Антикоррозионная обработка	Наращивание деталей в размер (хромирование, железнение)
Крупные, детали	Мелкие детали
/. Подготовка деталей к покрытию
1. Обработка        чугунным песком или гидропескоструйная обработка	1. Обработка   в   галтовочных барабанах	1. Обработка на станках с целью  устранения  износа и улучшения чистоты наращиваемых поверхностей 2. «Оживление» (полирова- ние) перед покрытием 3. Закрепление  на подвесном приспособлении 4. Изоляция мест,   не подлежащих покрытию 5. Обезжиривание 6. Промывка 7. Декапирование 8. Промывка
(при необходимости травление для снятия старого покрытия и коррозии, промывка, нейтрализация)
2. Закрепление   на подвесном  приспособлении  только при   гальваническом   наращивании 3. Обезжиривание 4. Промывка 5. Декапирование 6. Промывка	2. Загрузка деталей в корзины, промывка, химическое обезжиривание 3. Промывка 4. Декапирование 5. Промывка
II.  Загрузка   деталей в ванну, установление режима электролиза (или химической обработки), выдержка деталей в ванне
III. Обработка деталей после покрытия (химической обработки)
1. Промывка деталей в воде (непроточной и проточной)
2. Демонтаж деталей с подвесного приспособления 3. Промывка 4. Пассивирование   покрытий 5. Сушка 6. Заполнение пор при оксидировании,    фосфатировании,      анодировании     либо маслом, либо  красками, лаками	2. Пассивирование   покрытий 3. Сушка	2. Демонтаж деталей с подвесных приспособлений 3   Удаление изоляции 4. Промывка   и   нейтрализация 5. Тепловая обработка покрытий 6. Механическая обработка поверхностей  в размер

3.11.   Приспособления для механической обработки при ремонте

Кроме нормальных станочных приспособлений, являющихся принадлежностями металлообрабатывающих станков, в ремонтной практике применяют большое число универсальных, а также предназначенных для выполнения отдельных операций приспособлений для механической обработки. Эти приспособления ремонтные службы изготовляют своими силами или с привлечением инструментальных цехов.

Необходимость в таких приспособлениях вызвана большим разнообразием ремонтируемых деталей, а также стремлением уменьшить затраты ручного труда. Некоторые из приспособлений позволяют заменить высококвалифицированных ремонтных рабочих менее квалифицированными.

Все эти приспособления условно можно разделить на две группы: первая — для обработки на станках, вторая — для обработки оборудования на месте установки.

3.11.1.    Приспособления для обработки на станках

К этой группе приспособлений относят универсальные приспособления, упрощающие установку сложных деталей на станках, приспособления, расширяющие технологические возможности станков, повышающие производительность труда при изготовлении деталей мелкими сериями, а также приспособления, позволяющие заменить ручную работу механической.

Универсальная планшайба. Многие детали, подвергающиеся механической обработке в ремонтно-механических цехах, не могут быть закреплены в самоцентрирующем или четырехкулачковом патроне. В таких случаях целесообразно использовать специальную планшайбу, показанную на рис. 3.15. В планшайбе имеются Т-образные пазы 1 и сквозное окно 3, которое можно использовать для крепления кулачка или приспособления. Планшайба комплектуется болтами и планками для крепления обрабатываемой детали 2.

Рис. 3.15. Универсальная планшайба

Патроны со смещением. Для обработки деталей, имеющих эксцентрично расположенные выступы, применяют специальный патрон (рис. 3.16). Патрон 1 может перемещаться винтом 4 вверх и вниз по планшайбе 2, крепящейся на шпинделе токарного станка. Величину перемещения патрона контролируют по специальной

Рис.    3.16.    Патрон    со   смещением

Рис. 3.17. Специальная планшайба для установки деталей неправильной формы

линейке с нониусом (цена деления 0,02 мм на рис. не показана). Допустимый сдвиг патрона ограничен весом эксцентрично смещаемых частей приспособления, так как при больших числах оборотов неуравновешенная эксцентрично расположенная масса создает неблагоприятные условия для работы станка.

Патрон с установленной деталью обязательно балансируют грузом 3.

Специальная планшайба для установки деталей неправильной формы. При токарной обработке деталей неправильной формы их устанавливают, обычно, в четырехкулачковом патроне или на угольнике, прикрепленном к корпусу патрона. Установку производят по рискам, нанесенным при разметке. Рабочий перемещает деталь до тех пор, пока ось будущего отверстия не совпадет с осью шпинделя. Если деталь крепят на угольнике, то нужное положение детали достигают перемещением угольника. Для упрощения установки применяют специальное приспособление (рис. 3.17). Приспособление состоит из планшайбы 4, которую устанавливают на шпиндель станка.  По направляющим планшайбы перемещается промежуточная каретка 3, а но направляющим этой каретки — угольник 1, рабочая поверхность которого строго параллельна оси шпинделя станка. Промежуточная каретка 3 перемещается по планшайбе в одном направлении, а угольник по каретке — в направлении, перпендикулярном к первому. В результате угольник имеет два взаимно перпендикулярных движения. Перемещение в каждом направлении осуществляется винтами 5 и 7 и контролируется по нониусам линеек 2 и 6. После установки обрабатываемой детали 8 всю систему закрепляют винтами. Пазы, имеющиеся в горизонтальной и в вертикальной стенках угольника, облегчают крепление детали. Наличие линеек с нониусами позволяет производить координатную расточку с точностью 0,04—0,06 мм.

Универсальная заглушка. Для установки полых деталей на токарный станок в условиях ремонтно-механических цехов часто приходится вытачивать специальные заглушки (пробки), в которых делаются центровые гнезда.

Ряс. 3.18. Универсальная планшайба

Вместо этих специальных заглушек целесообразно применять универсальные заглушки, показанные на рис. 3.18.

Заглушка представляет собой стальной корпус 1, обработанный по цилиндру и имеющий бортики, препятствующие вхождению его в отверстие при нажиме центром. Пазы, имеющиеся во всех трех выступах корпуса, позволяют рабочему ориентировать заглушку по отверстию или по разметке на торце детали. Упоры 2 служат для регулировки и крепления заглушки в отверстии.

Втулку 4, запрессованную в корпус, изготовляют из закаленной стали; она служит центровым гнездом. Винт 3 закрывает внутреннюю полость корпуса от засорения, обеспечивая нормальную работу упоров 2. Нормальный набор универсальных заглушек состоит из 11 размеров, охватывая диапазон от 80 до 400 мм.

Специальный патрон для крепления зубчатых колес с валом при нарезании зубьев. Приспособление (рис. 3.19) состоит из неподвижного основания 1, подвижного корпуса 2 и самоцентрирующегося патрона 3. Заготовку зубчатого колеса крепят в универсальном патроне, наглухо укрепленном на корпусе 2. Корпус представляет собой чугунную отливку со сквозным отверстием, в которое входит хвостовик вала зубчатого колеса. Неподвижное основание 1 приспособления центрируют   пояском   а  по  отношению  к  оси  стола зубофрезерного станка и крепят к столу. Подвижной корпус 2 соединен с основанием 1 с помощью шпилек, отверстия для которых в корпусе 2 выполнены больше диаметра шпилек, что дает возможность смещать  корпус 2  по отношению   к   основанию.

Рабочий легкими ударами по пояску б уточняет установку детали, выверяя ее по индикатору.

Рис.   3.19.  Специальный патрон для установки

зубчатых колес   с   валом

при   нарезании зубьев

Приспособление для закругления торцов зубьев у шестерен. Торцы зубьев на переключающихся шестернях и блоках коробок скоростей и подач закругляют для более легкого и быстрого ввода зубьев в зацепление с зубьями парного колеса. От качества закругления торца зуба во многом зависит долговечность зубчатых колес, так как износ зубьев в переключающихся колесах обычно начинается с закругленного торца.

В ремонтно-механических цехах многих предприятий закругление торцов зубьев часто производится вручную зубилом и напильником, а при больших партиях — в ручном приспособлении на вертикально-фрезерном станке — с последующей слесарной опиловкой, так как приобретение специального зубозакругляющего станка может быть нецелесообразным из-за малой загрузки.

Эта ручная операция, не обеспечивающая необходимого качества, может быть заменена механической обработкой с помощью существующих приспособлений. Одно из таких приспособлений для зубозакругления на зубострогальном станке приведено на рис. 3.20.

Рис. 3.20. Приспособление для закругления зубьев шестерен на зубострогальном станке

Приспособление состоит из откидного резцедержателя 1 с удлиненной частью для крепления специального резца 2 с полукруглой режущей частью. Резцы изготовляют разных размеров в зависимости от величины модуля зуба отрабатываемой детали.

Обрабатываемое зубчатое колесо закрепляют в шпинделе на оправке под углом 102°. Длину хода резца устанавливают по зубу. Глубину врезания устанавливают после пуска станка. Закругление зубьев происходит за 2—3 оборота детали.

При необходимости закругления зубьев с двух сторон колесо переставляется на оправке и процесс повторяется.

Приспособление для нарезания реек на зубодолбежных станках. На направляющих основания 1 (рис. 3.21) приспособления монтируется стол 11 с рейкой 7, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 8 (z = 80, т = 5). При установке приспособления на станине станка колесо 8 точно центрируют с вращающимся столом, после чего закрепляют на станке.

Заготовку 2 для нарезания зубьев устанавливают на столе 11 так, чтобы одна ее сторона плотно прилегла к вертикальной базовой поверхности а, строго параллельной направляющим стола Установленную заготовку закрепляют несколькими прихватами 5, болтами 4 и прокладками 6.

В процессе нарезания стол 11 с заготовкой 2 перемещается влево по направляющим, а долбяк 3, входя в зацепление с нарезаемой рейкой, совершает возвратно-поступательное и вращательное движение.

Зубчатое колесо 9, вращающееся на пальце 10, служит для ручного перемещения стола при нарезании длинных реек, т. е. когда рейка не может быть нарезана с одной установки. В этом случае станок выключается,  а долбяк 3 устанавливают в положение зацепления с нарезаемой рейкой, которая освобождается от зацепления. С помощью рукоятки, надетой на квадрат пальца 10, зубчатое колесо 9 поворачивают по часовой  стрелке и, поворачивая колесо 8, отводят   стол в исходное                  положение.

Рис. 3.21.  Приспособление   

для нарезания реек на

зубодолбежных станках 

При этом рейка, не будучи закрепленной и находясь в зацеплении с долбяком, скользит по поверхности стола, оставаясь на месте. Переместив таким образом стол приспособления и закрепив затем нарезаемую рейку, включают станок и продолжают нарезать зубья на оставшейся части заготовки.

Другое приспособление для этой же цели, конструкция которого показана на рис. 3.22,

Рис. 3.22.   Приспособление для   нарезания   зубчатых реек

состоит из монтируемого непосредственно на станке чугунного корпуса 1, в котором в направляющих типа ласточкина хвоста перемещается стальная линейка 2 с жестко фиксированной на ней эталонной рейкой 4, по модулю и длине соответствующей нарезаемой. На шпинделе станка на оправе 8 установлено зубчатое колесо 9, сцепляющееся с эталонной рейкой: станок настраивают по числу зубьев этого зубчатого колеса. На линейке на базовых плоскостях устанавливают и крепят прихватами 3 заготовку 5. Долбление осуществляют долбяком 6 за один проход на полную глубину.

Для выхода линейки в задней стенке станины сделано прямоугольное отверстие 7.

Приспособление для фрезерования зубьев сегментов. Приспособление (рис. 3.23) монтируют на горизонтально-фрезерном станке.

Рис   3.23    Приспособление   для   фрезерования зубьев

сегментов

Фрезерование происходит при движении стола вправо. По окончании прохода ручка пневмопереключателя 2 кранового типа переводится упором 1, закрепленным на столе станка. При этом сжатый воздух из общей магистрали поступает в пневмоцилиндр 3, который выключает рабочую подачу и при дальнейшем движении штока происходит нажатие на конечный выключатель 4.

Через магнитный пускатель без блок-контактов включается электродвигатель 11 ускоренного отвода стола. При обратном движении стола (влево) в момент выхода фрезы из прорезанной канавки шток пневмопереключателя 6 золотникового типа утапливается копиром 5 и сжатый воздух поступает в правую полость пневмоцилиндра 7. Одновременно упором 1 переключается ручка пневмопереключателя 2 для выпуска сжатого воздуха из левой части пневмоцилиндра 3. Шток пневмоцилиндра 7, двигаясь влево, освобождает зажим щек, создавая свободу перемещения подвижной части приспособления, выводит из гнезда фиксатор 9 и захватывает собачкой следующий зуб рейки за счет перепада подвижного кулачка.

Пневмоцилиндр 3 при помощи возвратной пружины выключает ускоренный ход и включает рабочую подачу.

Стол с приспособлением, двигаясь вправо, освобождает шток пневмопереклю-чателя 6, который скользит по копиру 5. При этом сжатый воздух поступает в левую полость пневмоцилиндра 7 и шток его, перемещаясь вправо, через кулачок, рычаг и рейку, передвигает подвижную часть приспособления с закрепленными на ней заготовками сегментов на один шаг. После этого фиксатор 9 под действием пружины входит в очередное гнездо и точно фиксирует положение подвижной части приспособления. При дальнейшем движении штока пневмоцилиндра 7 через систему рычагов 10 и эксцентрики, сжимаются щеки приспособления и этим прочно закрепляется его подвижная часть. Начинается процесс врезания фрезы и фрезерования всей поверхности. Последовательно фрезеруются пять зубьев. По окончании фрезерования по слоднего зуба упор, закрепленный на подвижной части приспособления, нажимает на конечный выключатель 8,   установленный  на   хоботе  станка,   и  станок  останавливается.

Приспособление для нанесения рисок на поворотных столах. В основу делительного устройства (рис. 3.24) положен принцип обкатки инструмента и изделия. Инструмент в виде зубчатого долбяка 1 вращается вокруг вертикальной оси и одновременно совершает возвратно-поступательное движение вдоль этой оси.

Рис. 3.24. Кинематическая схема приспособления для нанесения рисок на поворотных столах

Ремонтируемый стол 10 поворачивается, находясь как бы в зацеплении с долбяком.

Сочетание указанных движений позволяет получить на столе строго вертикальные риски, глубина которых зависит от установки инструмента.

За время одного оборота вала 7 с червяком 3 червячное колесо 2, а следовательно, и долбяк повернется на один зуб, если число зубьев долбяка и колеса 2 одинаково. Одновременно через конические колеса 5 и 6 (i = 1 : 1), кривошип 4 повернется на один оборот и через рычаг 8 и сектор 9 сообщит долбяку одно перемещение вниз и вверх. Величину этого перемещения регулируют кривошипом от 0 до 60 мм. 

Следовательно, за время одного оборота вала 7 долбяк поворачивается на один зуб и совершает полный двойной ход вдоль оси. Стол, подлежащий делению, должен повернуться за это время на l/n часть оборота, где п — число заданных делений. От электродвигателя 13 через редуктор с передаточным отношением l = 1:8 получает вращение вал 12, который через червячную пару 11  вращает стол и изделие.

Приспособление для шлифования червяков. Для шлифования червяков применяют приспособление, которое устанавливают на токарном станке (крепят на поперечных салазках взамен суппорта).

Приспособление (рис. 3.25) состоит из трех узлов: шлифовальной головки, шарнирной натяжной системы и прибора для заправки камня на головке приспособления.

Шлифовальная головка состоит из корпуса 2 и поворотной части 1, в отверстие которой входит шлифовальный шпиндель.

Поворотная часть головки 1 может быть повернута на угол, соответствующий углу подъема винтовой линии червяка.

Рис. 3.25.   Приспособление  для шлифования червяков

Так как при этом абразивный круг неизбежно сместится с центра, то поворотная часть по отношению к корпусу 2 может подниматься или опускаться, для чего соединение подвижной части с неподвижной осуществлено на салазках. Шарнирная часть обеспечивает постоянный натяг ремня, позволяя электродвигателю 3 поворачиваться параллельно оси шлифовального шпинделя и сдвигаться в сторону.

Электродвигатель монтируют на обработанных по цилиндрической поверхности подкладках, благодаря чему он может принимать наклонное положение.

Круглый стержень 4 позволяет всей системе поворачиваться вокруг вертикальной оси, а груз 5 и шарнирное устройство осуществляют натяг. Прибор для заправки круга крепят на головку приспособления. Он закреплен шарнирно, чтобы можно было заправлять круг, работающий под углом. Круг для шлифования червяков — дисковый, слегка вогнутый. Стороны нитки червяка шлифуют поочередно.

Приспособление для шлифования клиньев. Щуп (рис. 3.26, а) состоит из обоймы 1 и трех подвижных стержней 2 с шариками 4 на концах. Шарики съемные, их подбирают в соответствии с размерами щелевых отверстий.

Придерживая обойму 1 рукой, щуп вводят в контролируемое отверстие и передвигают средний стержень вдоль отверстия до тех пор, пока его шарик, ориентируемый по оси щели распоркой (на рисунке не показана), не заклинится.

После этого передвигают остальные стержни также до момента заклинивания их шариков. Затем поворотом рукоятки 3 зажимают стержни в обойме 1 и вынимают щуп. Размеры шариков и расстояние между ними определяют точное взаимное расположение плоскостей щелевого отверстия с учетом заданного продольного уклона и погрешности в поперечном направлении, получающейся при строгании или фрезеровании плоскостей

После этою щуп переносят на плоскость магнитной плиты 6 (рис. 28, б), установленной на столе плоскошлифовального станка. На шарики щупа накладывают контрольную линейку 7. Таким способом получают точную копию щелевого отверстия, ограниченную поверхностью магнитной плиты и нижней плоскостью контрольной линейки.

Рис 3.26.  Приспособление для шлифования клиньев а — щуп для измерения щелевых отверстий для клиньев, б — плоскошлифовальный станок с установленным щупом

Так как шлифовальный круг с головкой станка движется горизонтально, необходимо установить контрольную линейку 7 также строго горизонтально. Этого достигают соответствующим поворотом магнитной плиты вокруг цапф 5 и 9.

Горизонтальное положение линейки проверяют индикатором 8 при продольном и поперечном перемещениях стола. После этого линейку и щуп снимают, а на магнитную плиту кладут подлежащий шлифованию клин, предварительно обработанный. После шлифования обеих сторон клина его уклон будет точно соответствовать уклону щелевого отверстия.

Универсальный кондуктор. Для сверления отверстий в строго определенном месте или со строго определенным расстоянием между центрами в ремонтно-механических цехах применяют  обычно универсальные    кондукторы.

Рис. 3.27. Универсальный кондуктор

Одна из конструкций универсального кондуктора приведена на рис. 3.27. Кондуктор состоит из вертикальной делительной головки и устройства для горизонтального и вертикального перемещения кондукторной втулки. Делительная головка имеет постоянно укрепленный столик 1 с Т-образными пазами для крепления деталей.

Шпиндель делительной головки изготовлен с внутренним конусом, что дает возможность с помощью оправок центрировать различные обрабатываемые детали. Сквозь полый шпиндель приспособления пропускают болты для крепления обрабатываемых деталей.

Делительный диск 8 обеспечивает точный поворот стола. Стол фиксируют двухсухарным тормозом (на рисунке не виден). Кронштейн 3, несущий сменные кондукторные втулки 2, имеет вертикальное ручное перемещение и горизонтальное перемещение с помощью винта 7.

Вертикальное положение кронштейна фиксируют тормозной ручкой 4. Линейка 6 и нониус 5 дают возможность производить замеры перемещения кронштейна с точностью 0,02 мм. Желоб 10 с упорами 9 и 11 дает возможность использовать концевые меры.

С помощью приспособления могут быть просверлены отверстия, расположенные по окружности и на нескольких концентричных окружностях. При неподвижном столе перемещением кронштейна можно получать отверстия, расположенные на одной линии, с точностью 0,07—0,1 мм.

Универсально-сборные приспособления (УСП). В ремонтном производстве возможность применения специальных приспособлений весьма ограничена. Применение их оказывается в большинстве случаев нецелесообразным из-за малых партий изготавливаемых деталей, высокой стоимости приспособлений и значительного времени, требующегося на их изготовление. В этом отношении значительные преимущества имеют универсально-сборные приспособления (УСП), которые все шире применяют в ремонтно-механических цехах.

Рис. 3.28. Набор деталей  универсально-сборных приспособлений:  а — базовые детали; б — опорные   детали;   в — установочные   детали;   г — направляющиедетали; д — прижимные детали

Особенность системы УСП состоит в том, что вместо ряда специальных приспособлений, каждое из которых может быть использовано только для выполнения в нем одной определенной операции, достаточно иметь универсальный набор нормализированных, взаимозаменяемых деталей и узлов сборных приспособлений. По мере надобности из этих деталей и узлов компонуют сборное приспособление, необходимое для выполнения в нем конкретной операции.

По окончании обработки требуемого количества деталей приспособление разбирают на составляющие его элементы.

Для обеспечения точности собираемых приспособлений и износостойкости составляющие их детали изготовляют из легированной стали, обрабатывают и доводят до заданных размеров шлифованием и притиркой вручную.

Основные детали универсально-сборных приспособлений (УСП) показаны на рис. 3.28.

3.11.2. Приспособления для обработки деталей на месте установки.

К этой группе ремонтных приспособлений относятся приспособления для механической обработки на месте установки крупногабаритных, тяжелых деталей и приспособления, применение которых позволяет исключить трудоемкие слесарные и пригоночные работы.

Большинство приспособлений для обработки крупногабаритных и тяжелых деталей представляет собой узкоспециальные переносные станки.

Приспособления, облегчающие пригоночные работы, необходимы потому, что погрешности формы и размеров деталей, используемых при ремонте, могут вызвать недопустимое отклонение взаимного расположения узлов, деталей и отдельных поверхностей. Исключить такие отклонения ужесточением допусков на изготовление деталей, как в массовом производстве, в условиях ремонта в большинстве случаев экономически нецелесообразно, а часто и технически невозможно.

Высокая трудоемкость пригоночных работ, требующих также высокой квалификации слесарей-ремонтников, привела к появлению приспособлений, обеспечивающих автоматическую компенсацию ошибок, накопившихся в размерной цепи.

Рис   3.29.  Расточное приспособление

Расточное приспособление (рис. 3.29) применяют при необходимости обрабатывать отверстия в громоздких обычно корпусных деталях. В борштанге приспособления 2 вмонтирован винт 4, связанный с коробкой подач 5. Винт перемещает резцедержатель 3, в котором укреплены два резца. Приспособление приводится в движение от электродвигателя 6. К обрабатываемой детали приспособление крепят фланцами 1, которые изготовляют в соответствии с конфигурацией обрабатываемой детали и расположением в ней отверстий Приспособление используют для расточки станин крупных формовочных машин, прессов, цилиндров и других деталей.

               6

   

Рис.   3.30.     Приспособление

 для    расточки круглых гнезд

Приспособление для обработки круглых гнезд в громоздких деталях (шабота) (рис. 3.30). Привод не отличается от приспособления, показанного на рис. 31. Рабочая часть: сварной корпус 2 крепят к обрабатываемой детали планками 1, шпильки 6 заворачивают в резьбовые отверстия, специально изготавливаемые для этой цели; борштанга 3 имеет круговые направляющие 5, расточку осуществляют резцом 4.

Приспособление для нарезки резьбы (рис. 3.31). Это приспособление предназначено для нарезки наружной резьбы на цилиндрическом хвостовике громоздкой нетранспортабельной детали.

Рис. 3.31. Приспособление для нарезки резьбы

На рисунке оно показано применительно к нарезке резьбы на хвостовике цилиндра большого насоса. Необходимость в таком приспособлении возникает при износе резьбы, для ее исправления, путем прорезки винтовой нитки. Трубу 13 приспособления центрируют в отверстии обрабатываемой детали с помощью переходной втулки 12, в которой труба может перемещаться. В трубе закреплена бронзовая гайка 3, через которую проходит винт 2, неподвижно закрепленный в кронштейне 1. Конец трубы удерживается кронштейном 7, в котором смонтирована звездочка 4, насаженная на трубу 13. Звездочка 4 получает вращение от редуктора 5 через цепь 6. Звездочка насажена на трубу 13 свободно и передает ей вращательное движение через скользящую шпонку 8. Резцедержатель 10 соединен с трубкой кронштейном 9.Когда приспособление приведено в движение, труба 13, получив вращательное движение от звездочки 4, одновременно получает поступательное движение от гайки 3, вращающейся по винту 2. Движение трубы 13 повторяется резцом 11, который описывает винтовую линию, шаг которой равен шагу винта 2. Сменяя винт 2 и гайку 3, можно нарезать любую резьбу.

Приспособление для обработки плоскостей (рис. 3.32). Рассмотрим модификацию приспособления для обработки поверхностей шабота штамповочного молота. Приспособление работает торцовой фрезой. Обрабатывают горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости шабота. Рабочая фрезерная головка 11 перемещается по траверсе с помощью механического привода (электродвигатель 6, коробка подач 5, винт 7 и гайка) Головку 11 вместе с траверсой 9 можно устанавливать под углом к вертикальной плоскости, так как салазки 4, скользя по опорам 3, могут наклоняться вместе с траверсой. Кроме того, траверса 9 может быть повернута под углом по отношению к своему исходному положению, так как она соединена с салазками 4 при помощи круглых цапф, вокруг которых она может поворачиваться. Опоры 3 перемещаются по направляющим рельсам 1.

Рис. 3.32. Приспособление для обработки плоскостей

Наладка станка начинается с крепления к шаботу планок 12. Для этого в первый раз в шаботе сверлят отверстия и нарезают резьбу. Планки 12 крепят к шаботу болтами. К планкам 12 крепят кронштейны 13, в которых находятся винты 14, выполненные заодно с опорами. На опоры укладывают рельсы 1. Положение рельсов выверяют по уровню и регулируют винтами 14. После установки рельсы крепят планками 2. Станок перемещают по рельсам вручную с помощью рейки и шестерни 10.

Перед началом работы станок устанавливают по поверхностям, подлежащим обработке, по уровню. Для врезания служит маховик 8. Обработку ведут полосами, соответствующими ширине фрезы. После обработки первой полосы станок перемещают на следующую полосу. При переходе на обработку вертикальных и наклонных плоскостей фрезу снимают и вместо нее в отверстие шпинделя вставляют головку с горизонтальной осью, на которую насаживают фрезу.

Это приспособление и другие его модификации могут быть использованы при обработке любых плоскостей.

Приспособление для расточки отверстий под режущий инструмент в револьверных головках токарных автоматов и револьверных станков с горизонтальной осью головки (рис. 3.33). Приспособление крепят хвостовиком в универсальном или цанговом патроне ремонтируемого станка. Подача оправки с резцом осуществляется с помощью микрометрического винта с лимбом, но которому определяются величины подачи.

Рис 3.33. Приспособление для расточки отверстий под режущий инструмент в револьверных головках токарных автоматов и револьверных станков с горизонтальной осью головки. 

Приспособление позволяет обеспечить совпадение осей отверстий под инструмент с осью вращения шпинделя. При текущих ремонтах с помощью приспособления компенсируют нарушение размерной цепи, наступившее в результате износа деталей узла револьверной головки.

Приспособление для шлифования конусных гнезд в шпинделях сверлильных, расточных и других станков. Приспособление (рис. 3.34) соединяет в себе шлифовальную машину с электрическим приводом и люнет, связанный с корпусом приспособления.

Таким образом, шлифование конического гнезда шпинделя выполняют при вращении шпинделя станка в дополнительной опоре-люнете. Это повышает точность выполняемой операции. Вместе с тем повышаются требования к чистоте, точности и отсутствию биения наружного диаметра шпинделя, который служит технологической базой при окончательной обработке конусного гнезда.

Приспособление в зависимости от расположения шпинделя устанавливают на столе станка или крепят к угольнику, привернутому к столу ремонтируемого станка. Приспособление имеет все установочные движения. Подача при шлифовании — ручная Приспособление после установки его на столе крепят к столу планками.

Рис.  3.34.   Приспособление для  шлифования

конусных гнезд в шпинделях сверлильных

и других станков

4.  РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ РЕМОНТНО-МЕХАНИЧЕСКИХ МАСТЕРСКИХ

4.1. Оборудование РММ

Возможность проведения узлового ремонта, восстановления работоспособ-ности узлов и деталей, изготовления запасных частей и приспособлений для ремонта в условиях РММ всецело зависит от их оснащенности металлорежущим оборудованием:

-токарно-винторезными станками типов: РТ-658 для проточки и шлифовки упорного гребня и шеек ротора ТВД, 1А64 для проточки и шлифовки шеек и упорных гребней роторов  ТНД  и  нагнетателей,   расточки   подшипников и изготовлении полумуфт; 16К-20, 16К-40 для изготовления полумуфт, валов турбодетандера, втулок, болтов, гаек, шайб; 1А63, 1К62, постоянно закрепленных для работ по центробежной заливке подшипников, расточке внутренней обоймы   и   опорных   пят   масляного   винтового   насоса МВН-30-320;

-вертикально-сверлильными станками типов 2Н125А, 2Н150, 2Б125, 255; вертикально-фрезерными станками типов 6Р12, 6Н18П;

-горизонтально-консольно-фрезерными типа 6Р82Г;

-поперечно-строгальными типов 7Б35, 7Д36;

-круглошлифовальными типа ЗБ12;

-плоскошлифовальными типа ЗБ722;

-обдирочно-заточными типов ЗБ634, ЗВ42;

-ножницами типов НД3316, Ц229А; отрезными типа 872М;

-листогибочными типа И2220А.

Число и номенклатура станков в РММ должно соответствовать объему ремонтно-восстановительных работ, проводимых при средних и капитальных ремонтах газоперекачивающих агрегатов в обслуживаемом газотранспортном предприятии.

В РММ должно быть также следующее оборудование:  

-балансировочные   станки   типов ВМ-300(500), ВМ-3000, ВМ-8000;

-воздушный компрессор КТ-6;

-сварочный пост ВД-301УЗ;

-электрическая печь;    

-установка для плазменного (газоплазменного)    напыления;

-гидравлический пресс.

Кроме того, РММ должны быть обеспечены контрольно-измерительным инструментом и средствами дефектоскопии:

-твердомеры ТК-14-250 или ТОП-1;

-универсальная испытательная машина УММ-200;

-ультразвуковой дефектоскоп УДМ-3, ДУК-66П;

-вихревой дефектоскоп ВДМ-2, ВС-10П;

-средства цветной дефектоскопии;

-моментные весы;

-динамометры ДПУ-5-2, ДПУ-10-2;

-концевые меры и т. д.

Для равномерной загрузки оборудования РММ, производственно – диспетчерским отделом ремонтного предприятия на каждый месяц должны составляться планы работ, в которых указываются наименование деталей, узлов и их число, номера чертежей, вид и объем работ (изготовление, ремонт), используемое оборудование, трудозатраты, расход материалов, станционный номер и тип ГПА, для какой КС.

В ежемесячных отчетах о работе РММ должны приводиться фактические сведения о числе изготовленных и отремонтированных деталей,    трудозатратах и расходе материалов.

4.2. Технический контроль.

Организация контроля технического состояния изготовляемых и ремонтиру-емых в РММ деталей узлов необходима прежде всего для обеспечения надежной работы газоперекачивающих агрегатов в межремонтный период. Ремонтно-механические мастерские газотранспортных объединений относятся к мелкосерий-ному производству, что вызывает повышенные требования к контролю технического состояния. В этой связи обязательным является проведение контроля при приемке деталей в ремонт, в процессе ремонта и при сдаче деталей из ремонта.

К каждой детали, передаваемой для ремонта в РММ, необходимо прикладывать акт, в котором указывают наработку с начала эксплуатации, а также последнего ремонта, характер дефектов и их размеры, чистоту, твердость и номинальные размеры, необходимые для нормальной работы агрегата. При приемке детали контролер-дефектоскопист РММ должен:

-проверить наличие маркировки и сравнить ее с номером, указанным в акте сдачи; провести дефектоскопию и составить дефектную ведомость (при обнаружении дополнительных дефектов или несоответствия   фактического   состояния детали указанному в акте сдачи, вопрос о целесообразности или технологии ремонта должен быть согласован с главным технологом);

-проверить комплектность поступивших в ремонт деталей и узлов.

В процессе восстановительного ремонта   контролер   обязан:

-следить  за соблюдением режимов механической обработки и термообработки;  

-контролировать состояние и марки заготовок и правильность сборки узлов; -своевременно подготавливать средства дефектоскопии.

При приемке деталей и узлов из ремонта необходимо:  

-поставить на детали  рядом  с заводским  номером порядковый номер ремонта в РММ;

-провести дефектоскопию; проконтролировать качество консервации и упаковки, надежность закрепления в контейнере;

-составить акт сдачи из ремонта с указанием выполненных работ, состояния детали до и после ремонта   (геометрические размеры, зазоры, натяги, вес лопаток и т. д.);

-проверить наличие актов на испытания и балансировку.

Без подписи  контролером  акта  сдачи  из  ремонта деталь или узел не должны отправляться из РММ и приниматься на КС.

Контроль консервации и закрепления предотвращает появление поломок детали при ее транспортировке. Роторы необходимо перевозить в специальных контейнерах.

4.3. Ремонт гильз ЦБН

Ремонт гильзы в условиях РММ представляет собой пример узлового ремонта, способствующего повышению качества работ и проведению на КС лишь операций по сборке и разборке агрегата. При этом наличие специального оборудования и специалистов позволяет не только восстановить работоспособность деталей и узлов, но повысить ресурс их работы. Основными работами являются: ремонт рабочих колес, заключающийся в заварке мест эрозионного износа и балансировке; проточка и шлифовка шеек и упорного диска ротора; снятие и посадка зубчатой муфты; перезаливка и расточка подшипников; ремонт обойм газовых уплотнений, плавающего и маслоотбойного кольца.

Основной дефект рабочего колеса — эрозионный износ входных кромок. При восстановлении первоначальной геометрии входных кромок необходимо: установить колесо на токарный станок и проточить под один размер фаски на подрезанных лопатках; нагреть колесо со стороны  рабочего  диска  до  температуры   250—300 °С; вести наплавку сначала с выпуклой стороны и  после очистки поверхности от шлака с вогнутой, используя медную подкладку, имеющую форму профиля; перейти на наплавку противоположной лопатки при достижении температуры металла 400°С, при этом перепад температуры  по  поверхности  колеса  не должен  превышать 50°С;  проводить наплавку   электродами   ЦТ-28,   Э42А (марки УОНИ 13/45) или НЗЛ-6 и тонкими швами с перекрытием последующим швом предыдущего на 2/3 по  ширине; укрыть после наплавки колесо асбестовым полотном  для охлаждения со  скоростью не  более  50 °С в 1 ч; установить колесо на токарный станок и проточить входные кромки лопаток для восстановления первоначальных размеров; обработать место наплавки шлифовальным камнем, протравить 10%-ной азотной кислотой и тщательно осмотреть.

При обнаружении эрозионного износа поверхности в других местах рабочего колеса заварка дефектных мест должна быть выполнена по той же технологии.

Замена неисправной муфты включает операции по снятию дефектной и установке новой. Для снятия дефектной муфты необходимо: уложить ротор на козлы и закрепить с помощью деревянных брусков от проворачивания; установить винтовой съемник или гидравлический домкрат, создающий усилие не менее 35 т; закрыть открытые участки вала листовым асбестом или асботканью; вывернуть стопорные винты; добиться перемещения муфты по посадочному месту вала, равномерно нагревая наружную поверхность муфты с помощью двух автогенных газовых горелок до температуры не более 300÷350 °С и одновременно прикладывая усилие от съемника. Если, несмотря на значительные усилия, снять муфту не удается, ее необходимо разрезать вдоль шпоночного паза газовой горелкой или отрезной шлифмашинкой.

Для посадки новой муфты необходимо:

-зачистить с помощью мелкой наждачной шкурки на посадочных местах вала и муфты задиры, заусенцы;

-измерить диаметры посадочного места вала Dв микрометром и отверстия муфты Dм — микрометрическим штихмасом и убедиться, что натяг муфты будет находиться в пределах 0,0003—0,0006 от диаметра посадочного места, т. е. Dв - Dм = (0,0003÷0,0006)Dв  (для муфты нагнетателя 370 -18 при Dв = 150 мм натяг составляет 0,045÷0,09 мм);

-расточить муфту на станке, установив ее в патроне с биением в радиальном и осевом направлениях по центровочным пояскам не более 0,015 мм;

-нагреть муфту с помощью горелок или в электропечи до температуры, при которой внутренний диаметр муфты будет больше диаметра вала на 0,2÷0,3 мм. Контроль нагревания можно осуществлять по калибру длиной DB + (0,2÷0,3) мм, изготовленному из стального прутка диаметром 3÷5 мм, или по температуре t, определяемой по формуле t= (H + a)/DBβ, где H— натяг; а — диаметральный зазор между нагретой муфтой и валом, обеспечивающим свободную посадку муфты; β — коэффициент линейного расширения, равный 0,000011 мм/°С (для муфты нагнетателя 370-18 требуемая температура нагрева   t= (0,06+0,25)/(150X 0,000011) = 188 °С);

-смазать посадочное место вала ртутно-серной мазью или сухим графитом;

-надеть на вал муфту, нагретую до требуемой температуры, прижимая до упора, и держать так до охлаждения муфты и появления натяга;

-если при насадке муфта «схватится» с валом и не дойдет до упора, необходимо после охлаждения муфты и вала нагреть и снять муфту с вала, выяснить и устранить причины «схватывания» и повторить насадку муфты;

-проверить правильность посадки муфты по биению торца, которое по установочному пояску должно быть меньше 0,015 мм, и по характеру звона, вызываемого ударом молотка по муфте. Продолжительный звонкий звук указывает на отсутствие зазора между валом и муфтой;

-ввернуть стопорные винты;

-просверлить и рейберовать отверстия под цилиндрические шпонки в муфте нагнетателя 370-18. Отверстия должны быть просверлены таким образом, чтобы по всей длине шпонки одна ее половина заходила в вал, другая в муфту. Шпонки должны быть установлены с натягом 0,01—0,02 мм, если муфта фиксируется на валу с помощью призматических шпонок, последние запрессовываются в паз вала с натягом 0,01—0,015 мм и закрепляются винтами. С пазом муфты шпонки должны соединяться по скользящей посадке — верхний и суммарный боковой зазор 0,15—0,2 мм.

4.4. Технология ремонта ротора.

Технология ремонта ротора предусматривает снятие, установку, опиловку и мелкий ремонт рабочих лопаток, замену дефектных лопаток, уплотнительных колец и зубчатой муфты, подготовку замковых вставок, исправление биения упорного диска, рисок, овальности и конусности шеек ротора.

4.4.1. Подготовительные работы

К осмотру ротора приступают сразу же после снятия крышек цилиндров, подшипников и уплотнительных обойм. Определяют степень и состав загрязненности проточной части ОК и турбины, положение роторов в расточках цилиндров, зазоры в проточной части, состояние шеек роторов (риски, овальность, конусность, биение диска). Внешним осмотром, без применения вспомогательных средств, фиксируют явно выраженные дефекты: поломки и износ лопаток, уплотнений, забоины, следы задеваний, риски, трещины Тщательно очищают лопаточный аппарат, ротор ОК и диск турбины.

По признакам усталости с помощью специальных средств обнаруживают дефекты лопаточного аппарата. В зависимости от характера и степени повреждения лопаточного аппарата ОК и газовой турбины определяют необходимость перелопачивания той или иной ступени или замены отдельных лопаток. Все лопатки и вставки, имеющие трещины усталости, заменяют. Лопатки, имеющие небольшие вмятины, изгибы и надрывы на кромках пера, подвергают правке (при изгибе), радиусной запиловке (при надрывах), шлифовке  (при вмятинах). Рабочие лопатки ОК больше, чем другие, подвержены эрозионному износу, поэтому при осмотре профилей этих лопаток обращают особое внимание на остроту выходных кромок пера. При значительном эрозионном износе лопатки заменяют.

При осмотре рабочих лопаток турбины проверяют рукой тангенциальную качку каждой рабочей лопатки. При обнаружении отсутствия тангенциальной качки под гнездом этой лопатки ставят букву «К», указывающую на последующий контроль после очистки гнезда и хвоста лопатки от шлама.

4.4.2. Разлопачивание диска ТВД. 

Мелом по порядку номеров промаркировывают каждую лопатку и промвставку. Нумерацию начинают от замковой лопатки против часовой стрелки (если смотреть на торец диска). Номера на лопатках наносят на вогнутую поверхность пера, на промвставках — на видимую наружную. На диске мелом промаркировывают место расположения первых трех пазов под лопатки каждой ступени. Под гнездом с буквой «К» ставят номер соответствующей лопатки.

Подключив портативную электрошлифовальную машинку, в держатель вставляют мелкий бор (диаметром не более 3—4 мм) и обрабатывают им наплыв металла от кернения заподлицо с плоскостями паза под стопорный винт в обеих замковых лопатках, а также в пазах под стопорные винты на промвставках. У замковой лопатки второго ряда выворачивают стопорный винт и выдвигают ее из паза диска. При невозможности удаления стопорного винта отверткой его высверливают сверлом диаметром 4,6 мм, наметив предварительно керном центр винта. Глубина сверления — не более 18 мм. Материал винта — сталь марки ЭИ-612.

Удалив отверткой от паза стопор, выдвигают следующую лопатку. Затем удаляют освободившуюся промвставку. Повторяют указанный переход до удаления всех лопаток и промвставок второй ступени. Вывернув стопорный винт у замковой лопатки первой ступени, выдвигают лопатку от паза и т. д. до съема последней лопатки.

Снятие и установку лопаток на диске турбины низкого давления выполняют, как на втором ряду ТВД.

Лопатки укладывают по порядку номеров на отведенное для них место. Стопоры и винты собирают в металлическую коробку и сдают их на «хранение» мастеру. Каждый паз на диске очищают от шлама до металлического блеска и продувают сжатым воздухом. Ветошью, смоченной в керосине, протирают поверхность диска между первой и второй ступенью. Корень каждой лопатки очищают до металлического    блеска.    Детали предъявляют на контроль.

4.4.3. Разлопачивание ротора ОК 

Мелом в порядке номеров промаркировывают каждую лопатку на перелопачиваемой   ступени.   Номер   наносят   на   вогнутую   поверхность, на дефектных лопатках,    обозначенных    буквой "Д", — на выпуклую. Первым номером обозначают замковую лопатку (обход по часовой стрелке, если смотреть ходу  газа).   Размечают  продольную  и   поперечную оси замковых вставок. Намечают керном центр каждого стопорного винта. Проворачивают ротор в пазах в положение, удобное для работы, и фиксируют его клиньями от поворота на роликах. Подключают электродрель засверливают на  винтах отверстия  диаметром  8  мм на глубину 40 мм. Поочередно в подготовленные отверстия забивают цилиндрическую оправку и выворачивают стопорные винты. При невозможности удаления стопорных винтов указанным   способом   их   окончательно высверливают до  полного   удаления   металла   винтов, глубина сверления — не более 45 мм, материал винта — сталь марки 40Х.

На вставке по разметке  (рис. 4.1)  засверливают отверстие диаметром 8,2 мм на глубину навала от замковых   вставок  4—6   мм.   Сверло   заменяют   на   бор   или пальцевую фрезу диаметром 5 мм и удаляют навал от замковых вставок, «разделав» засверловку в паз. Материал замковых вставок — сталь 20. Продолжают засверловку по размеченным отверстиям в теле клина и вырубают с помощью крейцмесселя из подготовленного паза остатки клина. Материал  клиньев — сталь 40.  Глубина сверления — не более 25  мм.  Подготовленный паз очищают и продувают. По центру каждой замковой вставки засверливают  отверстия  диаметром   12  мм  на  глубину 5 мм.   В подготовленное отверстие вставляют специальную оправку и сдвигают    ударом    молотка    замковую вставку  разлопачиваемой  ступени  в  сторону  подготовленного паза. Спецломиком поддевают замковую лопатку и «выворачивают» ее из паза ротора. Поочередно выдвигают и удаляют с ротора лопатки перелопачиваемой  ступени.   Лопатки   складывают  по порядку  номеров.   На   вставках  номером  ступени   промаркировывают место расположения вставок. Поочередно в подготовленные на вставках отверстия, диаметром 12 мм, вставляют спецоправку и сдвигают ударами молотка замковые вставки в сторону разлопаченной ступени (снятые вставки сдают на хранение мастеру). Если вставка не сдвигается, то плотность посадки вставки

Рис   4.1     Разметка    замковых вставок:

1   и   2 — продольная   и   поперечная оси разметки   3 — кернение для

засверловки      отверстий,       4— места маркировки вставок

в пазу ослабляют методом высверловки тела вставки вдоль оси ротора с последующей вырубкой «перегородок» между засверленными отверстиями до паза в теле замковой вставки (рис 4.2).

Рис 4.2.   Разметка отверстий на замковой

вставке для дополнительной засверловки.

1— дополнительная засверловка для ослабления

посадки вставок,  2 — продольная ось ротора

Освободившийся паз на бочке ротора предварительно протирают ветошью, смоченной в керосине, и окончательно сухой тряпкой. Поверхности пазов предъявляют на дефектоскопический контроль Дефектные лопатки по нормам отбраковки заменяют новыми, причем их масса не должна отличаться от прежних более чем на 2,5 г. При подборе лопатки по массе разрешается снимать металл на конце пера лопатки, образуя утонение (рис. 4.3).

Рис  4.3.  Снятие металла для образования утонения.

А — место снятия металла

Взвешивают лопатки на моментных весах.

4.4.4. Опиловка и мелкий ремонт рабочих лопаток турбины, ОК, замковых вставок, концевых уплотнений, упорных дисков, шеек ротора и зубчатых полумуфт.

Перед опиловкой рабочих лопаток турбины необходимо ознакомиться с  результатами их дефектоскопии. Затем в  каждой ступени  намечают по  две-три контрольные лопатки, наиболее изношенные из числа подлежащих запиловке.  При обнаружении следов задеваний на лопатках в виде блестящих участков, цветов побежалости и среза утонений устанавливают причину повреждений и выравнивают легким ударом молотка загнутые кромки лопаток с подставкой специальной оправки с другой стороны. Кромки, на которых  образовались  заусенцы, запиливают  или   шлифуют   мелким   наждачным   полотном. Если спинки лопаток имеют вмятины от твердых частиц, то заусенцы вокруг вмятин удаляют с помощью шлифмашинки. При этом следует соблюдать осторожность, чтобы не изменить профиль лопатки.

Изношенную утоненную   часть турбинных лопаток восстанавливают. Когда из-за больших размеров лопаток ротор нельзя установить в собственные подшипники, предварительную опиловку утонений проводят на роторе, установленном на козлах, при помощи бормашинки, наждачным кругом. Применяя шаблон, фиксирующий высоту лопатки, или делая замер при помощи штангенциркуля,  получают  требуемый  размер. Окончательную подгонку лопаток проводят по месту в собственных подшипниках при помощи драчевого напильника с замером радиальных  зазоров  по   каждой   подгоняемой   лопатке пластинчатым щупом.

Натертые места на замковых вставках турбины, обведенные при осмотре ротора в «прямоугольник», припиливают    (зашабривают).   Опиленные   места   лопаток и вставок зашлифовывают шкуркой до получения чистоты Ra – 2,5  (▼ 6). Всю поверхность ротора осматривают и запиловывают с последующей зашлифовкой всех дефектов, отмеченных при осмотре в «прямоугольнике». Полученные чистоты опиловок сравнивают с эталоном, при необходимости отшлифовывают их до необходимой чистоты. Перед  опиловкой  рабочих  лопаток ОК необходимо ознакомиться с результатами их дефектоскопии. Затем в каждой ступени наметить по две-три контрольные лопатки, наиболее изношенные из числа подлежащих запиловке. В соответствии с рис. 4.4 необходимо: замерить на каждой контрольной лопатке хорду Аф определить «углубление» губок штангенциркуля для каждой отобранной для контроля лопатки C1; замерить штангенциркулем толщину выходной кромки К в контрольном сечении на каждой подлежащей запиловке лопатке. Если К в контрольном сечении превышает минимально допустимую более 0,56 мм для 0—5 ступеней    или    более 0,3 мм для 6—11 ступеней, то это свидетельствует о возможности  исправления   «утоненной»    кромки    методом опиловки   (уменьшения)   хорды лопаток   (рис.  4.5). Лопатки, имеющие толщину кромок менее указанной на высоте до 40 мм от хвоста, заменяют.

Расстояние от контрольного сечения до входной кромки А2 назначают, исходя из минимально возможного (допустимого) размера хорды А1. Лопатки, имеющие аналогичный дефект на высоте более 40 мм от хвоста, опиливают. В этом случае допускается уменьшение хорды не более чем на 5 мм (для пятой ступени) и 4 мм (с шестой по одиннадцатую ступени).

Затем анализируют результаты замеров выходных кромок в  соответствии  с  изложенными   требованиями и намечают  окончательно  число  лопаток  к  запиловке (либо замене), т. е.  перелопачиванию.  При  необходимости выступающую часть замковых вставок и стопорных винтов запиливают заподлицо с поверхностью ротора.   Запиленные   места   зашлифовывают   шкуркой   до получения чистоты Rz – 20 (‍‍▼5).

Рис. 4.4. Геометрические формы и размеры лопатки.

1 — риска; 2 — губки штангенциркуля, 3 — припуск на обработку; 4 — профиль неизношенной лопатки; 5—фактический профиль; 6 — возможный профиль после опиловки; 7 — предельно допустимый ремонтный профиль

Рис. 4.5. Правильная (а) и неправильная (б) геометрические формы запиловки кромок лопатки

4.4.5. Замена дефектных лопаток ротора ОК. 

Перед заменой лопаток на каждой новой проверяют наличие клейма   ОТК  завода-изготовителя. Консервацию  на  лопатках снимают путем промывки в керосине и протирки ветошью. Затем проверяют на отсутствие дефектов.

В разлопаченный паз на бочке ротора заводят три - четыре недефектные лопатки с разлопаченной ступени и замеряют их высоту пера  по входной кромке (рис. 4.6). Определяют среднее арифметическое значение.

Лопатки снимают и повторяют операцию для «новых» лопаток. При больших отклонениях по высотам необходимо замерять высоту каждой лопатки и отмечать мелом ее размер на выпуклой поверхности. Выступающую часть полки лопаток проверяют и при необходимости запиливают заподлицо с наружной поверхностью бочки ротора. Допустимое выступание — не более 0,1 мм.

Необходимое упреждение У для партии «новых» лопаток (при одинаковых их размерах) либо для каждой при большой разнице в партии по высотам определяют по формуле У = К(НН—Нд), где К — средняя масса верхнего сечения лопатки высотой 1 мм. Значения К для первых пяти ступеней определяют контрольным взвешиванием на моментных весах, для шестой — десятой ступеней — на обычных.

Рис. 4.6. Геометрия лопаток дефектных и подобранных на замену:

1— линия разметки штангенциркулем для снятия припуска;

2 — припуск на новые лопатки

Новые и дефектные лопатки с разлопаченной ступени (с отметкой «Д») доставляют к месту развески. Определяют массу каждой дефектной лопатки. Результаты развески заносят в ремонтный журнал. Затем определяют массу каждой «новой» лопатки и наносят эти значения на поверхности лопатки.

Из числа имеющихся «новых» лопаток подбирают лопатки с необходимой массой с учетом уже посчитанного упреждения: Рн = Рд+У ±(3÷5 г), где Рн и Рд — соответственно масса «новой» и дефектной лопаток.

На верхней части пера каждой подобранной лопатки штангенциркулем размечают риску для опиловки по ней припуска по высоте. Каждую подобранную лопатку поочередно закрепляют в тисках и опиливают припуск по произведенной разметке. Затем снимают заусенцы и запиливают острые кромки. При опиловке необходимо контролировать методом взвешивания массу опиливаемой лопатки, обеспечивая разницу в массе «старой» и «новой» лопатки не более 2 г.

Каждую подогнанную лопатку необходимо маркировать мелом номером дефектной (замененной) лопатки. Подогнанные лопатки устанавливают согласно маркировке на месте дефектных.

4.4.6. Подготовка замковых вставок ротора ОК.

 Поверхность паза под замковую вставку зачищают шабером с плоской заточкой рабочей части. Паз продувают сжатым воздухом и протирают ветошью, смоченной в чистом керосине, а затем чистой салфеткой, после чего еще раз продувают паз. Полукруглым надфилем Закругляют входные кромки на боковых гранях и гранях основания замкового паза (рис. 4.7). Вторично протирают паз ветошью и салфеткой. Острые кромки и заусенцы на новых замковых вставках запиливают. Затем осматривают вставки на отсутствие трещин.

Рис. 4.7. Геометрия основания замкового паза:

1 — ось разметки паза; 2 — место, где закругляют кромки; 3 — при контрольной проверке в это место подкладывают щуп, равный толщине уступа

Рис. 4.8. Геометрия подгонки вставки в паз:

1 — в этих местах дают припуск на подгонку

(по возможности делают одинаковыми);

2 — линия разметок

Новые замковые вставки распределяют и маркируют номером ступени по местам их будущей установки. В замковом пазу замеряют ширину b и высоту h.

Размечают на торце с зубчатым профилем новую замковую вставку (рис. 4.8). Вставку по высоте подгоняют в соответствии с разметкой методом опиливания опорной плоскости. Превышение зубчатого профиля вставки над соответствующим профилем в пазу ротора не допускается. При неточной подгонке вставки, после которой зубчатый профиль замковой вставки оказался ниже соответствующего профиля в пазу ротора, боковые грани вставки исправляют подшабровкой. При образовании зазора более 0,2 мм под основание вставки подкладывают подкладку.

По краске проверяют площадь контакта рабочих поверхностей зубчатого соединения между замковой вставкой и замковой лопаткой. Краску наносят на поверхность замковой лопатки. Площадь контакта должна быть не менее 70 % от всей поверхности. При необходимости профиль пришабривают по полученным отпечаткам до «непрохода» щупа размером 0,03 мм.

4.4.7. Облопачивание ротора ОК.

 При облопачивании проверяют общее число лопаток, наличие клейма завода-изготовителя и отсутствие дефектов. Разбирают и расставляют лопатки по порядку номеров и ступеней. Мелкие дефекты запиливают и тщательно зашлифовывают шкуркой до чистоты Ra – 0,63 (▼8). Паз, подлежащий перелопачиванию, продувают, протирают сухой ветошью и салфеткой, смоченной касторовым маслом.

Боковую поверхность хвоста замковой лопатки со стороны вынутой части пера пришабривают по плите (по краске). Площадь требуемого контакта — не менее 70 %. Пришабренную поверхность смазывают тампоном, смоченным краской берлинская лазурь, и заводят в паз на роторе выходной кромкой по направлению вращения ротора. Заводят в паз и соседнюю с замковой (по номеру последнюю в ступени) лопатку.  Легким ударом по замковой лопатке получают отпечаток от краски на смежной с пришабренной поверхностью подгоняемой лопатке. Вынимают лопатку с полученным отпечатком, зажимают в тиски и пришабривают закрашенные места до получения пригонки на «непроход» щупа размером 0,03 мм. Лопатку, подогнанную к замковой, снимают и операцию повторяют.

Щупом с помощью шаблона проверяют отсутствие выступания хвоста замковой лопатки над поверхностью бочки ротора (рис. 4.9). При необходимости опиливают выступающую часть с последующей тщательной зашлифовкой под чистоту Ra – 2,5 (▼6). При опиловке категорически запрещается оставлять следы режущего инструмента на плавных переходах от перовой к хвостовой части лопатки.

Замковую лопатку снимают с ротора и штангенциркулем замеряют хвост S  (рис. 4.10).

Для всех устанавливаемых на ступень лопаток повторяют предыдущие операции. Все подогнанные лопатки в соответствии с их маркировкой (кроме замковой) заводят на ступень и расклинивают в месте установки замковой вставки (рис. 45). Замеряют ширину паза под замковую лопатку А1 и А2, находят среднее арифметическое значение: Аср = (A1 +  A2)/2,  которое сравнивают с 5 на замковой лопатке, и определяют «лишний» при пуск А для снятия его на нескольких наиболее «полных» лопатках.

Рис 4.9. Геометрические размеры лопатки             Рис. 4.10. Геометрия хвоста замковой

относительно поверхности бочки ротора    лопатки

Рис. 4.11. Расклинивание установленных лопаток:

1 — клин;  2 — подкладки

Из ступени вынимают назначенные для опиловки лопатки (за исключением одной из них). На хвостах лопаток опиливают припуск, снимая металл на одной из боковых граней. После опиловки каждую опиленную грань подгоняют по соседней лопатке. Снятые лопатки устанавливают на место и проверяют получившийся натяг. Убеждаются в том, что если опилить еще одну последнюю из назначенных для опиловки, то получится необходимый натяг в пределах 1,3—1,7 мм.

Подогнанные лопатки устанавливают на ротор и расклинивают (см. рис. 4.11). На соседние с замком лопатки надевают щитки из отрезков резинового шланга (рис. 4.12) для предохранения их от повреждений при срывах молотка. Замковую лопатку устанавливают и забивают в паз в присутствии мастера. При выполнении перехода следят за отсутствием перекоса, переставляя выколотку то с одной, то с другой стороны пера. Замковые вставки расклинивают и сдвигают замковые вставки и замковые лопатки в рабочее положение.

Рис   4.12.   Геометрические  размеры   отверстий  под  стопорные  винты

замковой вставки

1 — отрезки   резинового   шланга,    2 — замковая   вставка,   3 —ротор,   4 — ось резьбового  отверстия      а,   b,   с — параметры   отверстия   под   винт,     d — диаметр отверстия под стопорный винт

При продвижении замковой лопатки следят за тем, чтобы она не выскочила из паза. По месту пригоняют клин, опиливая его боковые поверхности. Материал клина — сталь 40. При подгонке добиваются такой толщины клина, при которой его «закусывание» начинается при равномерном утоплении в паз на 18+1 мм. На клине и вставках размечают поперечные оси. Клин вставляют по оси вставок с отклонением осей ±0,1 мм и заколачивают между вставками в присутствии мастера на глубину 9+0,5 мм от торца выступов на замковых вставках. Замковые вставки расчеканивают на поверхность клина Расчеканенную часть запиливают заподлицо с поверхностью барабана ротора по шаблону.

Для установки стопорных винтов в замках по разметкам просверливают отверстия на глубину 45-0,5 мм и на всю глубину нарезают резьбу. Винт (рис 4.13) заворачивают до упора, намечают место подреза винта, затем его выворачивают и подрезают. После этого винт снова заворачивают до упора и продолжают заворачивать до разрушения шейки винта. Выступающие части винтов запиливают и зачищают заподлицо с поверхностью барабана ротора на чистоту Ra – 2,5 (▼6). Закернивают каждый винт в трех точках. Затем снимают вибрационные характеристики облопачивания ротора и проводят его динамическую балансировку.

Рис   4.13.   Винты для стопорения замковой вставки

D — диаметр  резьбы   l — длина   резьбы,   Н — высота   пера   лопатки   на   обло-

пачиваемой ступени

4.4.8. Облопачивание диска  ТВД.

 Перед облопачиванием смазывают пазы диска глицерином или касторовым маслом. Лопатки и стопоры первой ступени устанавливают поочередно в порядке нумерации (по направлению вращения ротора). Последней устанавливают замковую лопатку. Стопорный винт заворачивают в подготовленное отверстие. Торец стопорного винта должен быть ниже поверхности полки лопатки не менее чем на 1 мм. В порядке маркировки устанавливают промвставки, лопатки и стопоры второй ступени.

Стопорные винты первой и второй ступеней застопоривают кернением в трех точках, обеспечив наплыв металла на головку стопорного винта. При замене целых рядов рабочих лопаток ротор подвергают динамической балансировке на балансировочном станке или в собственных подшипниках.

4.4.9. Замена  уплотнительных  колец  по  газу  и  воздуху.

 Перед заменой необходимо ознакомиться с результатами дефектоскопии уплотнительных колец. Дефектные кольца удаляют при помощи острогубцев (кусачек), предварительно смоченных в керосине. При    невозможности удаления колец острогубцами подрезают чеканную про волоку слесарной ножовкой. Для вырезки чеканной проволоки применяют специальное суппортное устройство с наклонным основанием, которое устанавливают на плоскость разъема цилиндра.    Ширину резца или дисковой фрезы выбирают в пределах 0,8—1 мм, чтобы при проточке не повредить канавку в роторе Скорость подачи резца — 0,05—0,10 мм на один оборот ротора Ротор вращается от валоповоротного устройства.

При отсутствии станка работы проводят ручным способом.  При этом для каждой номенклатуры заменяемых колец подготавливают короткий отрезок заготовки и такой же отрезок чеканной проволоки  Тщательно замеряют высоту каждой заготовки А (рис 4.14), место замера отмечают мелом Замеряют глубину паза К на роторе (в месте будущей установки уплотнительных колец)

Рис 4.14   Геометрия заготовки уплотнительных колец 1 — припуск, 2 — риска

Каждый подготовленный отрезок зачеканивают и замеряют высоту Н’, «выступающую» над поверхностью вала гребня Δ = А - (Н' + К).

В связи с тем, что при ручной обработке чередующихся высоких и низких колец создаются трудности, зачеканку и подгонку проводят в два этапа Сначала зачеканивают и опиливают низкие, а затем высокие уплотнительные кольца Подготовленные заготовки для уплотнительных колец распределяют по местам их будущей установки и промаркировывают на валу и на заготовке Для каждой заготовки определяют необходимую высоту (см рис. 48) по формуле    Вн = Нн + К + Δ (где Нн — необходимая высота выступания гребня над поверхностью вала) и наносят ее штангенциркулем по всей длине.

В канавки вала заводят подготовленные уплотнительные кольца и чеканную проволоку Проволока не должна заполнять всю канавку по глубине на 0,8÷1 мм, так как может произойти подрезка колец (рис 4.15). Расчеканивают проволоку каждого кольца по периметру паза легкими ударами молотка по специальной оправке. Материал проволоки — Ст.5 или инструментальная сталь с последующей закалкой и отпуском. Ширина рабочей  оправки должна быть не более 1 мм с радиусом закругления, равным радиусу вала Концы кольца длиной 20÷30 мм оставляют недочеканенными Подгоняют длину по стыку, отрезают лишнее, оставляют зазор 0,5÷0,7 мм Продолжают расчеканку проволоки, не доходя 20÷30 мм до стыка проволоки, подгоняют длину, отрезают лишнее, оставляют зазор 1 ÷ 1,6мм Стыки уплотнительного кольца и чеканной проволоки должны отстоять друг от друга на 100 мм по дуге Стык уплотнительного кольца должен быть смещен относительно стыков соседних колец не менее чем на 100 мм по дуге В уплотнительном кольце и чеканной проволоке должно быть только по одному стыку

Рис 4.15   Расположение уплотнительных колец

1— стык   чеканной   проволоки,   2 — стык   уплотнительного   кольца    

3 — начало расчеканки  каждого кольца

Качество зачеканки уплотнительных колец контролируют приложением усилия 20 Н на длине кольца 10 мм у стыка, при этом уплотнительное кольцо не должно выпадать из паза Подправляют отогнутые гребешки уплотнений При необходимости проверяют механическую обработку для достижения требуемой высоты уплотнения, т. е. зазора между уплотнением и уплотнительной обоймой. При ручной обработке уплотнений используют напильник-шаблон, т. е. к напильнику приваривают направляющие, определяющие высоту уплотни-тельного кольца. Рихтовку уплотнительных колец выполняют специальными оправками.

4.4.10. Восстановление шеек и упорных дисков ротора.

Перед восстановлением выполняют осмотр и дефектоскопию поверхности опорных шеек и упорного гребня на выявление коррозии, рисок, царапин, задиров и неравномерности износа диаметра шеек и гребня по длине. Анализируют результаты дефектоскопии шеек и гребня, отмечают необходимый объем работ по устранению выявленных дефектов. Дефекты в виде незначительной коррозии, мелких кольцевых рисок, царапин, натиров, а также снижения чистоты поверхности менее Ra – 0,63 (▼8) на шейках и плоскостях гребня подлежат исправлению методом зачистки надфилем с закруглением острых кромок, обработки шлифовальной шкуркой, установленной в специальном приспособлении (рис. 4.16), при этом ротор устанавливают на козлах. Шкурку в приспособлении меняют периодически через 15—20 мин работы, а для, избежания овальности шейки примерно через каждый, час ротор поворачивают на 90°.

Рис.  4.16.  Приспособление  для  шлифовки  шеек  вручную:

1 — кожух; 2 — войлок; 3 — шкурка; 4 — шейка ротора

Проточку шеек ротора в пределах не более 0,4 мм на диаметр и устранение конусности и эллипсности шеек свыше 0,02 мм проводят на специальных прецизионных токарных станках для обработки роторов  типа РТ-968 или импортного производства, соответствующего класса точности. Межцентровое расстояние станка должно быть не менее 5500 мм, высота над станиной более 800 мм, грузоподъемность более 8000 кГ. Установку ротора на станок, подводку люнета, технологию обработки применяют в соответствии с рекомендациями и инструкцией завода – изготовителя станка. До начала обработки необходимо снять с ротора тепловой и статический прогиб, вращением в станке не менее 30 – 40 минут. После этого проводят проверку боев по контрольным поверхностям, с заполнением формуляра. При необходимости производят дополнительную подцентровку ротора. В случае полого конца ротора со стороны задней бабки, для центровки применяют универсальную заглушку (§ 3.11.1).

Обработку шеек и упорных дисков проводят с помощью специальных шлифовальных головок или проточкой резцом с минимальной подачей и глубиной резания и последующей доводкой чистоты обработки хонингованием, механической или ручной шлифовкой с последующим полированием. Отклонения от геометрии шейки и упорного диска после мехобработки (нецилиндричность, конусность, овальность) допускается до 0,01мм.

4.5.  Ремонт лопаток турбины.

Основные операции при ремонте лопаток — восстановление утонений,    термообработка,    развеска лопаток.

Восстановление утонений, заключающееся в приварке специальной полоски, можно выполнять двумя методами: с помощью ручной дуговой электросварки   и аргонодуговой  сварки.    Подготовка  лопатки  под  сварку включает:   очистку  поверхности;    удаление оставшейся утоненной части;  изготовление из листа толщиной 2÷3 мм стали марки 12Х18Н10Т полоски высотой 10—12 мм для 6—8 лопаток с припуском 80—100 мм; с одной стороны полоски снятие наждачным кругом фаски  (на полоске толщиной 2мм фаску можно не снимать); изгиб полоски по внутреннему профилю лопатки так, чтобы фаска была на внутренней стороне лопатки; установку полоски на торец лопатки таким образом, чтобы внутренняя поверхность   полоски  выступала  относительно  внутренней поверхности лопатки на 0,5 мм.

Приварку полосок с помощью ручной дуговой электросварки проводят: к аустенитным лопаткам — электродами ЭФХ13, КТИ - 9, КТИ -10; к мартенситно-ферритным лопаткам — электродами ЭА1БА (ЦТ-15), ЭА1М2ФА (ТЛ -11). Электрод должен быть диаметром  2 мм, сварочный ток — 40÷60 А. Приварку проводят следующим образом:  полоски  прихватывают с  внутренней  стороны на утолщенной части лопатки; сварку начинают от концов лопатки к середине; вначале сваривают шов с внутренней стороны лопатки, а затем с внешней. Для предотвращения подгорания тонкой части лопатки применяют медную оправку, располагаемую со стороны, противоположной проведению сварки.

Аргонодуговая сварка позволяет выполнить более качественную приварку полоски.  Сварку аустенитных лопаток проводят с применением    присадочной проволоки марок Св-06Х14, Св-10Х11МФ, мартенситно-ферритных лопаток — марок Св-08Х19Н10Б, Св-06Х19Н9Т. Диаметр присадочной проволоки — 2÷3 мм. Сварку выполняют на постоянном токе прямой полярности. Сила тока составляет: при диаметре вольфрамового    электрода 2 мм 60÷90 А,  при диаметре    3  мм —90÷130 А.    Рабочее давление аргона — 0,01÷0,03 МПа, расход — 7÷9 л/мин. Приварку проводят следующим образом: перед возбуждением  дуги подают  аргон;    касанием    вольфрамового электрода угольной или графитовой пластины, лежащей на  лопатке,  возбуждают дугу;   после  разогрева   конца электрода дугу переносят на металл, длина дуги должна составлять  0,5÷1,1   диаметра  электрода;    присадочный пруток и вольфрамовый электрод располагают в одной плоскости под углом 90° друг к другу; присадочный пруток вводят в сварочную ванну только после расплавления основного металла; пруток перемещают впереди дуги без поперечных колебаний; в случае вынужденного перерыва ранее наложенный шов перекрывают последующим на 10÷20 мм.

При окончании сварки необходимо сначала заварить кратеры при плавном отведении горелки, а затем через 10÷15 с после разрыва дуги прекратить подачу аргона. После приварки полоски необходимо обработать сварочный шов и полоску с помощью шлифовальной машинки до требуемой чистоты и размеров, провести контроль качества наплавки с помощью методов неразрушающего контроля — визуально с использованием лупы трех-четырехкратного увеличения, цветной дефектоскопии и вихревым дефектоскопом. Обнаруженные на лопатках турбины такие дефекты, как надрывы, глубокие вмятины и риски, необходимо заварить, используя аргонодуговую сварку.

Термообработка. Для продления ресурса лопаток турбины при наработке более 25 ч, а также предотвращения возникновения усталостных трещин при увеличении твердости более HRC 35 необходимо выполнять термообработку, которая для стали марки ЭИ-893 включает: предварительный контроль твердости по методу Роквелла твердомером ТКП-1 (отпечаток снять на торцевой поверхности хвостовика лопатки); загрузку лопаток в электропечь, нагрев в течение 15÷20 мин до температуры 840±10°С и выдержку при данной температуре в течение 5 ч (время при температуре менее 830 °С не учитывается; недопустимо превышение температуры более 860 °С); охлаждение лопаток на воздухе при температуре 20 °С под асбестовым полотном; повторный контроль твердости. Термообработка считается законченной при снижении твердости до HRC 28—30 и менее.

Развеска лопаток. Лопатки, как правило, имеют не только различный вес, но и различное распределение веса по длине. Если лопатки подогнать по весу друг к другу, используя обыкновенные весы, то это не устранит возможность появления неуравновешенной центробежной силы из-за различия в расположении центра тяжести лопаток. Поэтому развеску лопаток проводят на специальных весах, которые называются моментными (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Моментные весы для развески лопаток:

1 — скоба, 2 — сменная опора, 3 — лопатка; 4 — указатель; 5 —шкала; 6-поплавок,

7 — бачок, 8—хомут, 9 — кронштейн, 10 — стойка, 11 — опора, 12 — балка, 13 — регулировочный груз; 14 — груз.

На одной стороне балки 12 закрепляют лопатку 3 на расстоянии от опоры 4, равном расстоянию крепления ее на диске от оси вращения. На другой стороне балки имеются уравновешивающие грузы 13 и 14. Вместо поплавка 6 и бачка 7 со шкалой 5 можно использовать стрелочные весы, на платформу которых будет опираться балка 12. При взвешивании лопаток определяют не абсолютный вес, а относительный, т. е. разницу между весами всех лопаток и одной контрольной.

Взвешивание проводят следующим образом: принимают в качестве контрольной лопатку, вес которой является средним из весов 10—15 лопаток, взвешенных на обыкновенных весах; контрольную лопатку клеймят как нулевую, закрепляют ее скобой 1 и хвостовиком 2 и с помощью регулировочного груза устанавливают балку 12 в горизонтальное положение, а шкалу 5 по указателю 4 — в нулевое положение; устанавливая последовательно остальные лопатки, записывают соответствующие им отклонения со знаком плюс (больше контрольной) и минус (меньше контрольной).

Достигнуть минимальную величину неуравновешенной центробежной силы от разницы в весах можно подбором и распределением лопаток по окружности таким образом, чтобы разница в весах противоположно установленных лопаток не превысила 3 г, а равнодействующие центробежных сил противоположно расположенных секторов в 30° были равны друг другу. В комплекте лопаток одной ступени турбины ГТК-10 допускается разница показаний весов не более: 35 г для первой ступени и 40 г для второй ступени.

4.6. Технология ремонта вкладышей и упорных колодок подшипников

Технология ремонта предусматривает полную перезаливку подшипников с применением ручного и центробежного способа или частичное восстанов-ление баббитового слоя.

4.6.1. Подготовительные работы. 

После разборки агрегата вкладыши подшипников промывают в керосине или соляровом масле. Промывку ведут в противнях, изготовленных из листового железа. Особенно тщательно промывают каналы для подвода смазки и другие труднодоступные места. После промывки вкладыш протирают насухо салфетками. Для определения характера и степени износа вкладыши осматривают визуально с помощью лупы пятикратного увеличения, а также выполняют дефектоскопию. Проверяют положение вкладыша в расточке, износ баббита, масляные зазоры, натяги, состояние горизонтального разъема.

Изучив состояние вкладышей, определяют их пригодность к дальнейшей работе и назначают вид ремонта. При выкрашивании баббитовой заливки или наличии в ней трещин дефектные места подлежат вырубке до цельного металла и наплавки новым баббитом с последующей пригонкой ремонтных мест. При больших площадях отслаивания баббита от тела вкладыша, а также при значительном его выкрашивании и износе, увеличении зазоров вкладыши подлежат перезаливке. В опорно-упорных подшипниках помимо дефектоскопии опорных частей проводят дефектоскопию упорных колодок, которая сводится к следующему: проверяют толщину колодок, контакт упорных колодок с поверхностью упорного диска ротора по натирам, осевой разбег ротора.

4.6.2. Перезаливка и наплавка вкладышей и упорных колодок. 

Перезаливка вкладышей подшипников производится в такой последовательности: подготовка поверхности вкладыша под полуду; контроль и рихтовка вкладыша, лужение, подготовка вкладыша для заливки баббитом, сборка форм под заливку вкладыша, заливка баббитом, контроль, осмотр и исправление дефектов. Основными операциями при подготовке подшипников к перезаливке являются: очистка и промывка, выплавка старого баббита, очистка поверхности от ржавчины, обезжиривание, травление, лужение.

Очистка и промывка вкладышей необходимы для удаления закоксовавшегося масла и жира, которые загрязняют выплавляемый баббит. Очистку производят щетками и скребками, промывку в 10%-ном горячем растворе каустической соды при помощи щетки, а затем в горячей и холодной проточной воде. Температура раствора соды и воды при этом 80—90°С. При отсутствии каустической соды для промывки можно использовать подогретый до 40—50°С керосин или протереть вкладыши холодным авиационным бензином. После промывки керосином вкладыши насухо протереть. Для удаления старого баббита нужно вкладыш нагреть в горне или печи. В ванне с расплавленным баббитом выплавляют небольшие вкладыши. Вкладыш при этом способе погружают в тигель с расплавленным баббитом, температура которого не должна превышать для баббита Б83 380—420°С. Для предотвращения окисления баббита, расплавленного в тигле, его необходимо покрыть 20—25-миллиметровым слоем измельченного древесного угля.

Наилучший эффект достигается при выплавке баббита из вкладышей в электрической печи, в которой вкладыши равномерно нагреваются до температуры плавления полуды (240°С). Слой баббита сползает по расплавленной полуде в приемную ванну, при этом часть полуды остается на вкладыше. После выплавки старого баббита поверхность подшипника тщательно протирают и очищают от остатков баббита асбестовой щеткой. Ржавчину с вкладыша удаляют, выдерживая его 5—10 мин в 10—15%-ном растворе соляной кислоты при температуре 15—20°С, а затем промывая в горячей воде. После промывки ржавчину счищают шлифовальной бумагой и снова промывают в горячей воде, после чего вытирают насухо чистым хлопчатобумажным полотенцем.

После освобождения от баббита вкладыш осматривают на наличие трещин, отколов и деформаций. На внутренней поверхности вкладыша не допускается наличие коррозии и раковин. При необходимости дефекты устраняют.

Перед лужением вкладыш необходимо обезжирить с целью получения прочного соединения слоя заливки с телом вкладыша. Вкладыш кипятят в течение 5—10 мин в 10%-ном растворе каустической соды и промывают чистой горячей водой. Полнота обезжиривания проверяется на смачиваемость обрабатываемой поверхности водой. На хорошо обезжиренной поверхности вода растекается ровным слоем, не образуя несмоченных участков. Если вода собирается на поверхности в мелкие капли, значит, жировая пленка удалена не полностью и процесс обезжиривания необходимо повторить. Сразу же после обезжиривания вкладыш подлежит травлению технической соляной кислотой для удаления с поверхности, подвергаемой лужению, пленки окислов. Травление производится в баке с 10—15%-ным раствором соляной кислоты в течение 10—15 с. Затем подшипник промывают в проточной воде при температуре до 80°.

На поверхности подшипника после травления имеется характерный матовый оттенок. Не допускается перетравливание металла, т. е. появление черно-серого налета. После обезжиривания и травления вкладыши нельзя брать руками. Для этого необходимо пользоваться чистыми кузнечными клещами или другой оснасткой. Для предотвращения окисления после травления поверхность высушенного вкладыша покрывают флюсом (раствор хлористого цинка), с помощью чистой щетки.

Раствор хлористого цинка получают, растворяя цинк в концентрирован-ной соляной кислоте до насыщения. Если при покрытии флюсом на заливаемой баббитом поверхности остаются несмоченные места, свидетельствующие о плохом обезжиривании, их необходимо зачистить и повторить смачивание флюсом.

Лужение поверхности вкладыша необходимо для надежного сцепления баббита с основным металлом вкладыша. Полуда представляет собой равномерно распределенный по поверхности подшипника тонкий слой (0,1—0,2 мм) мягкого технического олова или припоя, который хорошо сцепляется с основным металлом вкладыша и с баббитовой заливкой. Для лужения турбинных вкладышей применяют олово или припой ПОС-20.

Лужение вкладышей выполняют следующими способами.

1. Вкладыш нагревается в печи или в пламени газовой горелки с наружной стороны до 180—220°С, а затем на подлежащую лужению поверхность наносят флюс. Вкладыш, покрытый флюсом, нагревают до 270—285°С для олова и 320°С для припоя и натирают прутком из олова или припоя. Полуда должна распределяться по поверхности равномерным слоем. Если температура печи не регулируется, то нагрев определяют по началу размягчения куска олова или баббита, приложенного к вкладышу.

2. При этом способе смоченную флюсом поверхность вкладыша посыпают порошком из олова или припоя, после чего газовой горелкой равномерно подогревают участок вкладыша до температуры плавления олова (припоя). Для получения равномерного слоя полуды в местах плавления ее необходимо растереть по поверхности асбестовой паклей, после чего лудить следующий участок вкладыша. После нагрева всего вкладыша до температуры

плавления  полуды ее  растирают  асбестовой  паклей  по всей  поверхности.

Для получения порошкообразной полуды припой или техническое олово нагревают в тигле до пластического состояния, а затем на брезенте растирают до порошкообразного состояния. Для получения пригодного для лужения порошка растертую массу просеивают и к полученному порошку (размер зерен должен быть не более 1,5—2 мм) добавляют примерно 1/5 объема нашатыря и тщательно перемешивают.

3. Этот способ удобен для применения на ремонтной базе для серийного производства и заключается в погружении вкладыша в ванну с расплавленной полудой.

Перед погружением вкладыша в ванну с расплавленной полудой его нагревают до 150—180°С и поверхность, подлежащую лужению, покрывают флюсом. Затем вкладыш погружают в ванну с расплавленной полудой, температура которой поддерживается в пределах 280—320°С.

В расплавленной полуде вкладыш выдерживают 2—3 мин, после чего вынимают и встряхивают, чтобы удалить из него излишки полуды. Затем луженую поверхность протирают асбестовой щеткой, обильно посыпанной нашатырем. Обнаруженные незалуженные участки зачищают, покрывают флюсом и повторно лудят. Места, не подлежащие лужению, изолируют от соприкосновения с полудой специальной обмазкой, состоящей из 10% масла, 30% воды, 10% столярного клея или жидкого стекла, 50% мела. Обмазку перед применением тщательно перемешать. После покрытия обмазкой вкладыши следует высушить. Все отверстия и каналы перед погружением в ванну закрыть асбестом.

К  качеству  лужения  предъявляются    следующие требования.

1. Слой полуды должен быть равномерным.

2. Расплавленная полуда при поворачивании вкладыша должна равномерно перетекать по луженной поверхности.

3. Поверхность полуды должна быть чистой и светлой, без желтоватых и темных пятен; наличие оттенков цветов побежалости не допускается, так как свидетельствует о неправильном температурном режиме лужения, а также о том, что на поверхности полуды имеется пленка окислов.

4. К началу заливки вкладыша баббитом полуда на нем должна быть жидкой.

После лужения вкладыш необходимо в течение 1 мин залить баббитом, так как полуда начинает окисляться, что приводит к ухудшению связи баббита с основным металлом вкладыша.

Баббит, применяемый для заливки, поставляется в слитках. Они должны иметь клеймо и сопровождаться сертификатом, в котором указан состав баббита. Слитки необходимо осмотреть и отбраковать непригодные. Непригодны для заливки слитки баббита, имеющие большое количество газовых пузырей или посторонние включения. Для заливки вкладышей можно применять баббит только одной марки. Допускается добавка отходов или ранее выплавленного баббита той же марки (не более 25% от общего количества) в виде небольших кусков или стружки. Их загружают в тигель только после расплавления основной массы баббита. Плавка баббита выполняется в стальном или в графитовом тигле с толщиной стенки не менее 6 мм. Тигель должен быть небольшого диаметра для уменьшения площади соприкосновения с воздухом. Перед плавкой баббита тигель следует тщательно очистить и подогреть до 150—200°С. Баббит в тигель загружают кусками по 0,5—1 кг.

Масса баббита, г, для заливки одного вкладыша

Q ≈ 1,12ρlπ(D2– d2 )/4.

Где: ρ —  плотность баббита (7,38 г/см3 для Б83); l — длина вкладыша, см; D — внутренний диаметр расточки вкладыша (наружный диаметр заливки), см; d — внутренний диаметр заливки вкладыша с припуском на расточку, см;

1,12 — коэффициент, учитывающий угар баббита при его расплавлении и прибыль, которая обеспечивает плотность баббита.

Баббит следует расплавлять в таком количестве, которое необходимо для заливки подготовленных вкладышей. В тигель сначала загружают 1/2 часть баббита и расплавляют его. Для предотвращения окисления кислородом в тигель засыпают слой древесного угля 30—40 мм с размером кусочков угля 10—15 мм. Затем в расплавленный баббит порциями добавляют оставшуюся часть нерасплавленного баббита. После его расплавления температура перегрева баббита должна быть на 40÷50°С выше температуры начала его затвердевания. При расплавлении не следует сильно нагревать баббит, так как при этом выгорает сурьма; кроме того, слишком горячий баббит при остывании дает крупнозернистую структуру и имеет плохие механические качества. Температура расплавленного баббита Б83 должна быть 380÷400, Б16 — 460÷ 490°С. При отсутствии специальных термометров температуру с точностью до 25°С можно определить сухой лучиной, которая при 375÷420°С обугливается в течение 8÷10 мин. При 410÷475°С лучина в течение указанного времени обугливается полностью. При 400°С засыпанный в ковш древесный уголь в нижней части слегка краснеет, а при 450÷475°С раскаляется докрасна. При 490÷500°С уголь горит.

Несмотря на защиту баббита слоем древесного угля, некоторое окисление его все же происходит, поэтому перед заливкой баббит следует раскислять. Для этого на дно тигля с расплавленным баббитом опускается перфорированная стальная баночка с нашатырем (0,5÷1% от массы баббита). При погружении приспособления баббит перемешивают до прекращения выделения газов. После прекращения бурления снимают шлак и окислы. Подшипники и вкладыши заливают ручным и центробежным способами.

4.6.3. Ручная заливка. 

При этом способе заливки подшипник или вкладыш устанавливают в специальное приспособление. На рис. 4.18 показано приспособление для заливки разъемного вкладыша.

Рис. 4.18. Приспособление для заливки разъемных вкладышей.

1 — прямоугольник из стали толщиной 8—10 мм; 2 — листовой асбест; 3 — оправка; 4 — глиноасбестовая обмазка; 5 — хомут.

Это приспособление представляет собой прямоугольник 1, сваренный из двух планок листового железа толщиной 8—10 мм. Вкладыш устанавливают на угольник и прижимают к нему хомутом или струбциной 5. Внутри половинки вкладыша устанавливают оправку 3, изготовленную из листового железа толщиной 0,5—1 мм. Между оправкой и вкладышем и между вкладышем и угольником прокладывается листовой асбест 2. Торцовые поверхности вкладыша обмазывают глиноасбестовой смесью 4. Перед началом заливки вкладыш с приспособлением нагревается до 250÷270°С. Перегрев вкладыша не допускается, так как при этом окисляется полуда. Температура расплавленного баббита доводится до 390÷420°С (для баббита Б83), после чего расплавленный баббит хорошо перемешивается. Перегрев баббита не допускается, поскольку при этом выгорают висмут и сурьма и происходит перекристаллизация баббита, а несущая способность заливки резко снижается. Заливка производится мерным ковшом, который по объему должен быть не меньше заливаемого подшипника. Ковш перед заливкой должен быть подогрет до 170÷200°С. Заливать нужно быстро, короткой и непрерывной струей. По мере опускания уровня баббита вследствие усадки при остывании форму доливают. Остывание баббита идет снизу вверх, поэтому для предотвращения образования корки в верхнем слое баббита верхнюю часть вкладыша необходимо подогревать газовой горелкой. Для ускорения выхода газов залитый баббит до перехода его в твердое состояние многократно прокалывают подогретым облуженным металлическим прутком или сухой лучиной.

Залитые вкладыши в течение 1 суток выдерживают в теплом помещении без сквозняков для естественного старения. Поверхность качественно залитого вкладыша имеет тускло-серебристый или золотистый оттенок. Темный цвет баббита свидетельствует о его перегреве. Такие вкладыши нужно перезалить.

Залитые вкладыши обстукивают в подвешенном состоянии. Хорошее качество заливки характеризуется чистым металлическим звуком. При неполном же приставании баббита к телу вкладыша раздается дребезжащий звук. Не допускается наличие щелей между баббитом и вкладышем на торцовых поверхностях. При наличии небольшого числа отдельных раковин (не более шести с общей площадью 1 см2 на нижней половине и 12 общей площадью до 2 см2 на верхней) допускается устранение дефектов запайкой баббитом.

Ручная заливка является трудоемким процессом. Качество заливки при этом недостаточно высокое, расход баббита большой. Поэтому целесообразно применять центробежный способ заливки, при котором экономится до 50% баббита, а производительность труда повышается втрое при высоком качестве заливки.

4.6.4.  Центробежная заливка. 

На специальных станках или при помощи несложных приспособлений (рис. 4.19) с использованием имеющихся на КС токарных станков выполняют центробежную заливку подшипников или вкладышей. На качество центробежной заливки существенно влияет частота вращения заливаемого подшипника. С ее увеличением происходит уплотнение заливки, но ухудшается однородность структуры вследствие разделения (ликвации) компонентов сплава по плотности (неравномерное распределение составляющих баббита по сечению заливки).

Рис. 4.19. Приспособление для заливки вкладышей подшипников.

1 — шпиндель токарного станка, 2 — передняя планшайба приспособления; 3 — болты; 4 — передний съемный нажимной диск; 5. 6 — выемки в диске; 7 — задняя бабка токарного станка; 8 — шпиндель приспособления; 9 — воронка; 10 — носик воронки; 11 — задняя планшайба приспособления; 12, 13 — шарикоподшипники; 14 — зажимная тарелка к шарикоподшипнику;

15 — задний сменный нажимной диск; 16 — заливаемый вкладыш; 17 — хомут для стяжки вкладыша; 18 — асбестовые прокладки.

Частота вращения заливаемого подшипника, мин-1,

n = 1000 v /(πD),

где v — необходимая линейная скорость вращения заливаемого подшипника

 (v =) м/мин;  D — внутренний диаметр подшипника, мм.

В табл. 4.1 приведена рекомендуемая частота вращения при центробежной заливке в зависимости от диаметра и марки заливаемого баббита.

Таблица   4.1

Частота вращения, мин -1, при центробежной заливке  баббита

Марка Баб-бита	Диаметр подшипника, мм
	50	70	80	100	130	150	170	200	230	250	300	400
Б83 Б6 Б16	1150 1000 900	1100 850	850 750 700	750 650	650 600	620 580 600	600 560	550 530 530	500 500	475 475 460	450 430	310 310

Подшипники заливают следующим образом. Собранный в приспособлении подшипник устанавливают на токарный станок и центруют по индикатору относительно оси вращения. Все отверстия подшипника заделывают асбестовым волокном. Подшипник с нажимными дисками приспособления нагревают газовой горелкой до 250°С. Заливную воронку прогревают до 170—200°С. Расплавленный баббит: в подогретом мерном ковше заливают во вращающийся подшипник через воронку. Вращение подшипника продолжается до затвердевания баббита. Для ускорения процесса охлаждения подшипник можно обдувать воздухом. После затвердевания баббита и охлаждения подшипника вращение шпинделя станка прекращают и приспособление разбирают.

При центробежной заливке структура залитого баббита получается неоднородной. Поэтому рекомендуется вкладыши подвергнуть, в течение 1,5 ч., термообработке в печи при 210—220°С. Требования к контролю качества центробежной заливки аналогичны таковым при ручной заливке.

Практика заливки подшипников показала, что после выплавления баббита вкладыш разводит, а после заливки баббитом его сводит внутрь. Если вкладыши тонкостенные, деформация имеет значительную величину.  В этом случае дефект устраняется методом наклепа по баббитовой заливке. Для этого перед выплавкой баббита снимается с наружной стороны подшипника, шаблон по его окружности.

После перезаливки вкладыш подгоняют под этот шаблон наклепом по баббиту сферическим молотком массой 0,4—0,5 кг. Наклеп производится рядами вдоль оси вправо и влево, начиная с середины вкладыша. Исправление вкладыша контролируется шаблоном. Баббит при наклепе уплотняется; его качество при этом не ухудшается. Для обеспечения некоторого запаса за пригонку вкладыша к расточке подшипника рекомендуется его при наклепе раздать больше шаблона на 0,03—0,05 мм.

Эллипсность по горизонтальной оси вкладыша можно устранить рихтовкой, как это показано на рис. 4.20.

Рис. 4.20. Рихтовка вкладыша наклепом при необходимости уменьшить его диаметр.

а — вкладыш турбодетандера;   б — вкладыш нагнетателя. ↓ Места наклепа

4.6.5. Механическая обработка вкладышей подшипников. 

После наплавки или перезаливки вкладышей производят их механическую обработку, к которой относятся следующие операции: 1) расточка подшипника или вкладышей до установленного размера с припуском на подгонку по шейке вала; 2) подгонка вкладышей по шейке вала; 3) шабрение холодильников.

Баббитовую заливку растачивают на токарном или расточном станке. Перед расточкой срубают и сшабривают заплывший в разъемы баббит. Во избежание отрыва залитого баббита рубить его нужно в сторону тела вкладыша. Перед сборкой вкладышей для расточки разъемы обеих половин подгоняют по плите; плотность прилегания после сборки подшипника проверяют щупом 0,03 мм. Станок, применяемый для расточки, не должен иметь боя шпинделя и конусности при продольной подаче суппорта. Подшипник центруется в патроне станка с допуском 0,02 мм по индикатору. Базовыми поверхностями при центровке служат наружные цилиндрические и торцовые поверхности вкладышей.

Есть два типа расточки вкладышей опорных подшипников: цилиндричес-кий и овальный (лимонный).

При цилиндрической диаметр расточки принимается равным диаметру шейки вала плюс верхний масляный зазор по чертежу: d=dш + a. При этом способе расточки боковые зазоры получаются наполовину меньше верхнего.

При лимонной расточке верхний и боковые зазоры равны между собой (рис. 4.21). Диаметр расточки вкладышей: d = dш + 2a. (Иногда заводы – изготовители ГТУ рекомендуют диаметр расточки:  d = dш +  1,5a).  Перед расточкой в разъем вкладыша устанавливают металлические пластины толщиной, равной размеру масляного зазора. Тогда после снятия пластин боковые зазоры будут равны верхнему (или 0,75 а).

Рис. 4.21. Лимонная расточка вкладышей.

а — вкладыш до расточки; б — вкладыш после расточки.

Опыт эксплуатации ГТУ показывает, что при лимонной расточке вкладышей подшипников машина работает более спокойно.

При расточке подшипников оставляют припуск на ручную доводку по месту, который составляет 0,05—0,1 мм.

После токарной обработки проверяют прилегание вкладышей к расточкам корпуса. Для этого вся поверхность расточки подшипника смазывается тонким слоем краски (берлинской лазури), в расточку заводится вкладыш и легкими ударами молотка через деревянную прокладку половину вкладыша покачивают вокруг оси в обеих направлениях. При нормальном прилегании на поверхности вкладыша или подушек (у регулируемых вкладышей) должны равномерно располагаться следы краски. Разрывы между пятнами краски должны быть не более 1/20 длины наружной поверхности вкладыша.

В необходимых случаях полного прилегания достигают опиловкой подушек или посадочной поверхности вкладыша. Для опиловки используется личной напильник. Для обеспечения качественного прилегания всех подушек вкладыша при укладке ротора у регулируемых вкладышей подшипников между нижней подушкой вкладыша и расточкой корпуса подшипника необходимо оставить зазор 0,02—0,03 мм. Прилегание боковых подушек вкладыша определяют также при помощи слесарного щупа. Между подушкой и расточкой корпуса не должна проходить пластинка щупа толщиной 0,03 мм.

В опорно-упорных вкладышах помимо дефектоскопии опорных частей проводят дефектоскопию упорных колодок, для чего замеряют толщину по площадкам колодок у ребра качания. При уменьшении толщины больше допустимой  (0,02 мм)  колодки подлежат замене. Контакт упорных колодок с упорным диском ротора проверяют по натирам, для чего упорный диск и колодки насухо вытирают и собирают вкладыш. Затем ротор в прижатом состоянии поочередно поворачивают к рабочим и установочным колодкам. Если прилегание плохое, то колодки подгоняют. Контакт поверхности каждой упорной колодки должен быть не менее 70 %. Одновременно при собранном вкладыше проверяют осевой разбег ротора Увеличение разбега ротора до 0,5—0,6 недопустимо. Осевой разбег ротора уменьшают благодаря замене упорных колодок или увеличению упорных колец. Ротор в осевом направлении перемещают с помощью одного или двух рычагов, упирающихся одновременно в  какую-либо часть цилиндра и торцевую часть ротора.

Упорные колодки устанавливают в приспособление для заливки и расточки (рис. 4.22). Упорные колодки для сверления отверстий размечают через отверстия в приспособлении. Упорные колодки вынимают и в них просверливают и нарезают отверстия глубиной 10 мм по разметке.

Рис 4.22. Приспособление для

заливки колодок упорного подшипника

Затем колодки устанавливают в приспособления заливают их баббитом. Протачивают упорные колодки в приспособлении на токарном станке или в специальных оправках на фрезерном станке. Толщину колодок замеряют глубиномером от дна приспособления.

Для  получения необходимого    масляного    зазора  в упорной части колодки пришабривают.    При обработке колодок необходимо добиться, чтобы толщины их не отличались больше чем на 0,02 мм, иначе осевые усилия агрегата будут восприниматься только одной колодкой, это вызывает подплавление колодки и местный перегрев упорного диска ротора. Толщину колодок проверяют с помощью индикатора по поверочной плите. Упорная колодка должна прилегать к плите без зазора. При перемещении по плите вся колодка должна покрываться мелкими пятнами. После пригонки колодок со стороны захода  смазки  шабером делают фаски    под углом 45о. Подбирают кольцевые прокладки, фиксирующие положение  колодок   Толщину  прокладок замеряют  в  нескольких местах микрометром. В каждом кольце она не должна превышать 0,02 мм

Установку и центровку упорного подшипника проводят по ротору,    установленному в нормальное рабочее положение. Проверяют рабочие торцевые    поверхности упорного диска, параллельность рабочей поверхности диска и упорной части вкладыша.

4.7.  Ремонт промвала.

После разборки и осмотра состояния зубьев обоймы, отверстий под призонные болты, сопряженных отверстий фланцев забоины, задиры и заусенцы необходимо зачистить мелкозернистой шкуркой и легкой подшабровкой. При обнаружении в болтовых отверстиях и на поверхности соединительных болтов крупных забоин, задиров и трещин необходимо подготовить новые призонные болты и провести рейберовку дефектных отверстий. Рейберовку отверстия необходимо проводить при соединении зубчатой обоймы к фланцу промвала всеми остальными болтами. Рейберовку проводят цилиндрическими развертками по диаметру на 0,1—0,5 мм. Для работы используют комплект с шагом 0,02мм. В РММ должен быть набор таких разверток.

Чистота обработки отверстий и болтов должна быть не ниже ▼ 7. После смазки маслом болты должны входить в отверстия при легких ударах молотка, производимых через медную или алюминиевую пластину. Болты, гайки и шайбы должны быть развешены комплектно с точностью до 1г и промаркированы одним  номером с отверстием.  Комплект противоположно устанавливаемых болтов должен иметь одинаковый вес. Подгонку вала проводят за счет снятия металла с торцевой поверхности головки болта.

Если повышенная вибрация подшипников ТНД и нагнетателя наблюдалась в процессе эксплуатации, а также после замены и установки новых болтов, то необходимо провести балансировку промвала совместно с обоймами, болтами, гайками и шайбами. Допустимый остаточный небаланс составляет 15 г/см. Неуравновешенность устраняют путем сверления не более шести отверстий диаметром 10 мм между болтами обоймы и фланца промвала.

4.8.  Способ восстановления винтовых масляных насосов (МВН-30-320).

Ремонту подвергают обойму, ведущий и ведомый винты.

Обоймы, на внутренней поверхности которых образуются задиры, борозды и раковины, подлежат восстановлению, так как эти повреждения приводят к падению давления в напорной линии насоса.

При помощи винтового пресса или домкрата из корпуса насоса выпрессовывают обойму и промывают ее керосином. Обойму устанавливают вертикально на металлическую подставку и прогревают ее газовой горелкой при температуре 240°С до полного выплавления баббита. Поверхность обоймы, предназначенную для заливки, обезжиривают, для этого обойму погружают в ванну, заполненную составом для обезжиривания, нагретым до температуры 80—90 °С, и выдерживают в течение 5 мин. Затем обойму протравливают, для этого на ее поверхность с помощью волосяной кисточки в течение 2—3 мин наносят кислоту до получения характерного серебристо-серого оттенка. После травления обойму тщательно промывают холодной водой.

Составом для флюсования обойму зафлюсовывают. Флюс наносят на поверхность обоймы чистой волосяной кисточкой. Зафлюсованную обойму прогревают до температуры 100÷120°С, но не выше. Поверхность, не подлежащую лужению, покрывают предохраняющим составом. Затем обойму нагревают газовой горелкой до температуры 100÷120°С и вторично обрабатывают составом для зафлюсовки. После этого обойму опускают в ванну с расплавленным оловом марки 01-40, нагретым до температуры 290÷310 °С, и выдерживают в течение 3÷5 мин после прекращения выделения влаги и газов. Поверхность должна быть светлой, блестящей.

Для центробежной заливки баббита обойму устанавливают одной торцевой поверхностью в патрон установки (со стороны редуктора) и зажимают кулачками, вторую торцевую поверхность закрепляют в патроне поджимного стола и включают двигатель. Ковшом, нагретым до температуры 250÷300 °С, зачерпывают расплавленный баббит марки Б-83 и заливают его через воронку во вращающуюся обойму. Заливку проводят непрерывной струей при частоте вращения обоймы 780 ÷ 800 об/мин без долива. Время с момента лужения до конца заливки — не более 3÷4 мин. Охлаждение баббита проводят при частоте вращения обоймы 780 ÷ 800 об/мин.

При механической обработке обойму устанавливают на две разметочные призмы и размечают горизонтальную ось винтов. При подготовке токарного станка к операциям по расточке и сверлению обоймы под винты снимают патрон и в шпиндель станка устанавливают прошлифованную цилиндрическую оправу диаметром 30—40 мм и длиной 400 мм. В резцедержателе закрепляют индикатор и проверяют ход суппорта на длину 400 мм  по горизонтальной поверхности, а также по вертикальной на установленной оправке. Отклонение не должно быть более 0,01   мм.  Затем  снимают резцедержатель,  на  его  место устанавливают зажим обоймы  и закрепляют  его двумя  болтами.    Индикатор    часового типа закрепляют в оправку на место резца.

При центровке обойму закрепляют в зажиме. Биение по торцу не должно превышать 0,02 мм. Установочной планкой, используя калибровочную плитку толщиной 70 мм «Иогэнсон», фиксируют ось центрального (ведущего) винта. Затем эту плитку убирают и устанавливают калибровочную плитку толщиной 40 мм. Суппорт перемещают на себя на 30 мм.

При сверлении в шпиндель станка устанавливают сверло диаметром 28 мм и просверливают отверстие под один из ведомых винтов. Суппорт перемещают на себя на 60 мм и фиксируют плиткой толщиной 100 мм. Затем просверливают второе отверстие диаметром 28 мм и перемещают суппорт на себя на 30 мм. После этого просверливают центральное отверстие диаметром 45 мм под ведущий винт.

После шлифовки приступают к разметке винтов, для этого их устанавливают на специальные призмы, сжимают до соприкосновения и определяют новое межцентровое расстояние. Затем выставляют новые межцентровые расстояния для расточки с помощью плитки «Иогэнсон» и индикатора. В шпиндель токарного станка устанавливают оправу диаметром 25—32 мм от координатно-расточного станка и протачивают боковые отверстия диаметром, на 0,04—0,05 мм большим диаметров винтов. Диаметр отверстия проверяют индикаторным нутромером и калибром. В таком же порядке протачивают центральное отверстие, используя расточную головку диаметром 38—52 мм с оправкой резца диаметром 42 мм под ведущий винт. Ввиду того, что оправки резцов сравнительно длинные, чистовую проточку отверстий проводят с глубиной резания не более 0,05 мм и минимальной подачей резца. Сверление проводят при частоте вращения шпинделя 380 об/мин, расточку — при частоте вращения 60—80 об/мин. Чистота обработки внутренней поверхности —  Ra – 2,5 (▼6).

При восстановлении винтов насоса ведущий и ведомый винты подвергают шлифовке и наварке шеек. Beдущий винт вставляют в патрон токарного станка и центруют по внутреннему пояску резьбы. Рабочую поверхность проверяют на биение индикатором. При наличии незначительных раковин на нерабочей поверхности винт шлифуют на шлифовальном станке и доводят до чистоты Ra – 0,63 (▼8). При износе шейки вала на нее наваривают металл электродами УОНИ/13-45, УОНИ/13 55 в ванне с холодной водой. При этом шейка вала выступает над поверхностью воды на 6—7 мм и по мере наваривания металла проворачивается вокруг оси. После наваривания лишний металл снимают на токарном станке до диаметра 40,5 мм и отшлифовывают. Внутренний поясок резьбы винта обрабатывают надфилем.

В ведомых винтах центровых отверстий нет, поэтому винты центруют и в них засверливают центровые отверстия. Рабочую поверхность винтов проверяют на биение индикатором. При биении больше 0,03 мм винты не восстанавливают. Затем винт шлифуют на шлифовальном станке до чистоты Ra – 0,63 (▼8), внутренний поясок обрабатывают надфилем. При съедании упорного концевика его заменяют новым. В конце ведомого винта высверливают отверстия диаметром 3—4 мм и глубиной 15 мм. Выступ вновь выточенного концевика вставляют в расточенное отверстие и обваривают по торцу.

При восстановлении подпятника баббит выплавляют, обезжиривают, протравливают и заливают. Затем растачивают три отверстия диаметром 28 мм с допуском 0,2 мм от фактических, полученных после шлифовки винтов идентично расточке отверстий под винты в обойме. После этого фрезеруют две канавки шириной 15 мм и канавку для смазки.

Для предотвращения протечек масла на валу переднего подшипника необходимо:

выплавить газовой горелкой баббит, расточить фланец, изготовить втулку, впрессовать втулку в передний фланец, заварить кромку втулки по фланцу, залить баббитом. Операция по заливке баббита аналогична операции при восстановлении обоймы;

установить фланец с передним подшипником на токарном станке и отцентровать его с точностью до 0,02 мм;

расточить баббитовую заливку диаметром 49 мм на 0,05 мм больше, чем этот размер на ведущем винте;

изготовить кольцо сальника с канавкой и четырьмя радиальными отверстиями;

заварить отверстие для перепуска масла на фланце, просверлить отверстие диаметром 8—10 мм во втулке фланца по центру канавки кольца сальника, нарезать резьбу М 12.

После сборки насоса и установки его на раму стенда проверяют центровку с электродвигателем мощностью 40 кВт и с частотой вращения вала 2900 и 1480 об/мин. Затем трубопроводы подключают к насосу, открывают задвижки и заполняют насос маслом. После этого включают насос и, закрывая задвижку на выкиде насоса, создают давление 1 МПа. На этом режиме насос выдерживают в течение 30 мин. Через каждые 30 мин давление поднимают на 1 МПа и доводят его до 9 МПа. При этом расход масла должен составлять до 4 м3/с при температуре масла до 60°С. Если поддерживается давление 9 МПа и расход 4 м3/с, насос пригоден для установки на ГТУ.

4.9.  Балансировка роторов.

Балансировка — процесс нахождения величины и месторасположения неуравновешенности и установки уравновешивающих грузов, устраняющих динамические нагрузки на подшипники и изгибающие моменты на роторе при рабочих оборотах. Неуравновешенность обычно распределяется произвольным образом по длине ротора и при балансировке устраняется двумя грузами, устанавливаемыми в штатные балансировочные пазы. Различают два вида небаланса роторов статический, устраняемый двумя равными по величине и направленными в одну сторону грузами, и динамический, устраняемым двумя равными, но противоположно направленными грузами Статический небаланс можно выявить как при вращении ротора, так и при перекатывании на призмах; динамический — только при вращении.

Балансировку роторов на станках проводят в следующих случаях:

- агрегат имел повышенную вибрацию перед выводом  в  ремонт;

- после  полного  или частичного перелопачивания ротора;    

- при    торцевом биении диска турбины, равном 0,1 мм или более;    

- при обнаружении следов задеваний;

- после многократной шлифовки шеек

Эффективность балансировки на станках зависит от степени жесткости ротора, т. е. возникновения на рабочих оборотах динамического прогиба, а значит появления дополнительного небаланса, чувствительности станка к небалансу ротора, эллипсности шеек и биения упорного гребня, которые не должны превышать 0,015 мм. При больших значениях при вращении в подшипниках станка возникает биение ротора, что приводит к невозможности проведения балансировки.

На площадках КС обычно используют низкооборотные станки с маятниковой подвеской двух типов: «резонансные», на которых неуравновешенность находят путем измерения колебаний подшипников на резонансных оборотах с помощью индикатора, и «зарезонансные», на которых неуравновешенность находят путем измерения колебаний подшипников на зарезонансных оборотах с помощью виброаппаратуры.

Рис   4.23.  Маятниковый балансировочный станок «резонансного» типа

Станок «резонансного» типа состоит (рис. 4.23) из двух стоек 1, к которым с помощью плоских пружин 2 подвешивают люльки 4. Фиксация люлек осуществляется винтами 3. На люльках устанавливают подшипники 6, закрепляемые винтами 7. На одной из стоек устанавливают упор 14 с упорными колодками, препятствующий осевому перемещению ротора. Смазка подшипников проводится самотеком из бачков 9. Для сбора масла служат поддоны 8. Разгон ротора 11 проводится электродвигателем постоянного тока 13. Для роторов весом 2—8 т необходим двигатель мощностью не менее 40 кВт. Соединение вала электродвигателя с балансируемым ротором осуществляется с помощью пальчиковой полумуфты 12. Отжимные болты 10 служат для восстановления ротора в горизонтальном положении и для его прицентровки к электродвигателю. Рабочая длина пружины, которая определяет величину резонансных оборотов, регулируется и устанавливается с помощью зажимных пластин 5.

При подготовке станка к балансировке необходимо:

- проверить эллипсность шеек, биение упорного гребня; при величинах более 0,03 мм балансировка не должна проводиться до устранения дефекта;

- положить ротор в подшипники;

- изменить положение стоек отжимными болтами 10 таким образом, чтобы уклоны шеек, определяемые по уровню типа «геологоразведка», были равны друг другу и направлены в разные стороны. При установке ротора в горизонтальное положение болты, крепящие пружины 2 к стойке (в верхней части) и подшипникам, а также болты зажимов 5 для обеспечения прилегания шеек ротора по всей длине подшипников должны быть освобождены;

- прицентровать балансируемый ротор с ротором электродвигателя.  (Центровка считается    законченной,    если пальцы  полумуфты электро-двигателя    при ее повороте входят свободно во все отверстия или пазы балансируемого ротора);

- закрепить пружины 2 к стойкам 1 и подшипникам 6;

- провернуть ротор насухо, поднять его и проверить, прилегание шеек. (Угол прилегания должен находиться в пределах 50—60°, натиры должны составлять не менее 70 % всей площади прилегания, боковые зазоры должны быть не менее 0,002 диаметра шейки);

- установить упор 14, препятствующий осевому перемещению ротора; разбег ротора должен быть в пределах 1—2 мм;

- установить на стойки масляные бачки и через мелкую сетку налить в них масло Л22 или ТКП;

- установить с помощью зажимных пластин 5 рабочую длину пружин на обеих стойках таким образом, чтобы резонансная частота вращения находилась в пределах 150—160 об/мин. (При более высоких значениях резонансных частот из-за высокой скорости прохождения резонанса амплитуда колебания, а значит и чувствительность станка будут меньше; при низких значениях масляная пленка менее устойчива, поэтому возможно касание металла шеек за баббитовую поверхность подшипника, т. е. дополнительных, не связанных с небалансом колебаний).

Необходимую длину пружины в зависимости от массы ротора  можно  определить по таблице (табл. 4.2).

Таблица   4.2.

Характеристики пружин станка в зависимости от массы балансируемого ротора

Масса Ротора, т	Размеры пружины станка, мм	Резонанс-ная скорость, об/мин	Суммарное Напряже-ние в пружине, МПа	Коэффи-циент запаса
	Толщина	Ширина	Рабочая длина
До 5	7	380	370	153		._
От 5   до 16	7	180	260	154	351	2,4

или рассчитать по формуле   ,  где f— резонансная частота, равная  150—180 об/мин;  Е=2,1 ·106 кг/см2;  I = b·H3/12  — момент инерции сечения пружины, lр — искомая длина пружины; Q — масса ротора, приходящаяся на данную сторону.

Правильность установки  резонансных оборотов проверяют следующим образом:

- устанавливают индикаторы для  замера  колебаний подшипников;  

- включают смазку подшипников после разгона ротора до частот вращения (200—220  об/мин);  

- отключают  муфту;    

- винтами  освобождают один из подшипников и на выбеге ротора с помощью тахометра и индикатора фиксируют обороты, на которых амплитуда колебания подшипника   достигает максимального значения. Если резонансные обороты окажутся меньше 150 об/мин, то зажимные пластины необходимо опустить (уменьшить рабочую длину пружин); если резонансные обороты окажутся больше 160 об/мин, то пластины необходимо поднять.

Аналогичные действия проводят с пружинами другого подшипника.

На выбеге ротора проверяют: равномерность распределения масла по шейкам ротора  (прерывистость и неравномерность слоя масла указывает на неудовлетворительное прилегание и перекос шеек ротора); отсутствие осевых перемещений ротора, одностороннего нажима на упорные колодки упора (биение ротора в осевом направлении в пределах осевого разбега вызывается биением упорного гребня или негоризонтальным положением ротора); время и плавность выбега, нагревание шеек (быстрый выбег и сильный разогрев шеек указывают на заниженные боковые зазоры). При необходимости следует подшабрить вкладыши, увеличить боковые зазоры, выставить ротор в горизонтальное положение.

Подготовка станка заканчивается проверкой стабильности показаний индикаторов каждого подшипника на резонансных оборотах. Для этого поочередно трижды необходимо проверить амплитуды колебания каждого подшипника.

Основные правила по технике безопасности при балансировке сводятся к следующему:

- работа должна начинаться только после оформления наряда-допуска;

- вокруг балансировочного станка должно быть установлено ограждение;

- при вращении ротора нельзя находиться напротив полумуфты и плоскостей установки грузов, ходить вдоль вращающегося ротора;

- грузы должны быть закреплены надежно;

- не допускать растекания масла вокруг станка;

- ротор разгонять только с затяжными подшипниками;

- необходимо соединять муфты только непосредственно перед пуском;  

- после окончания балансировки двигатель должен быть обесточен.

Балансировку ротора начинают со стороны, имеющей наибольшую амплитуду колебаний. При этом сразу же после расцепления ротора с электродвигателем освобождают подшипник той стороны, с которой проводят балансировку. Другой подшипник остается закрепленным. Балансировка на станке основана на двух предпосылках: колебания подшипников вызываются действием только центробежных сил небаланса; амплитуда колебаний подшипников пропорциональна небалансу. Поэтому быстрота и качество балансировки зависят от состояния и качества настройки, станка, состояния шеек и упорного гребня ротора, неизменности резонансных оборотов, соответствия момента фиксации амплитуды колебаний резонансным оборотам.

Наиболее простой, но в то же время и наиболее длительный способ определения расположения небаланса основан на измерении амплитуды колебаний подшипников при последовательной перестановке пробного груза («метод обхода») через равные отрезки окружности При этом окажется, что в какой-то точке установки пробного груза амплитуда колебаний будет иметь максимальное значение и в противоположной, т. е. куда нужно установить уравновешивающий груз, — минимальное.

Более рациональным является «метод двух пусков». При использовании этого способа необходимо:

- определить массу пробного груза:

Рпр=0,15А0Q/2R,

где  А0 — начальная амплитуда колебания подшипника на резонансных оборотах; Q — масса ротора; R — радиус установки грузов;

- установить пробный груз в произвольную позицию и зафиксировать амплитуду колебаний А1; передвинуть пробный груз относительно позиции по направлению вращения на 90° и записать амплитуду колебаний А2,

Массу и место установки уравновешивающего груза определяют из следующих построений. Из точки 0 проводят окружность радиусом Rо = 2A0; из точки 1 на этой окружности — окружность радиусом R1 = 2A1; из точки 2, отстоящей от точки 1 на 90° по вращению, - окружность радиусом R2 = 2A2. Через точку а (точка пересечения окружностей (R1 и R2 ) и точку 0 проводят прямую линию. Точка б — место установки уравновешивающего груза РУР = 0б/0а Рпр.

Проведенные измерения не позволяют точно определить массу и место установки уравновешивающего груза, поэтому при дальнейшей балансировке необходимо строго придерживаться следующего правила: вначале уточняют место установки уравновешивающего груза и только потом корректируют его массу. Для этого уравновешивающий груз последовательно передвигают вправо и влево на равные расстояния, например, через 20 мм от места, найденного по расчетам, и определяют место, при установке в которое амплитуда колебания подшипника будет минимальная. Далее, добавляя или отнимая от груза равные массы, окончательно уточняют массу уравновешивающего груза.

Пример.  В результате балансировки пробным грузом Рпр = 160 г амплитуда колебаний подшипника первой стороны на резонансных оборотах 2А0 снижена до 0,7 мм. Перемещая пробный груз, получаем следующие значения 2А: 0,65; 0,6; 0,55; 0,5; 0,55; 0,6 мм. Отсюда следует, что уравновешивающий груз необходимо' установить в место, соответствующее 2А=0,5 мм. Далее добавляем к 160 г еще 20 г, получаем 2А = 0,3 мм и т. д. После балансировки

первой стороны аналогичным образом производят балансировку второй   стороны   ротора.   При   этом   уравновешивающий   груз,   установленный  на  второй стороне,  приведет к разбалансировке первой,  поэтому для  того, чтобы  не  нарушалось  достигнутое  состояние  уравновешенности ротора, необходимо   (рис. 4.24)   вместо уравновешивающего груза на второй стороне РУР2 установить груз:  X = Pyp2··mn/(mn — ab),   а  на   первой   стороне — груз   У = Рур2  ·am/(mn—ab)·r2/r1   (где r1  и r2 — радиусы  установки  грузов  Р1  и  Р2  соответственно  с  первой и второй стороны), который должен быть расположен диаметрально  противоположно  грузу  X   (груз  РУР1  остается  неизменным). После установки грузов Рур1 ,  X, Y проверяют результаты  балансировки   (люльки   освобождают   по   отдельности),   и,   если   амплитуды колебания не выходят за пределы допустимых величин, то грузы закрепляют окончательно.

Рис.  4.24.  Корректировка уравновешивающих грузов

Рис.   4.25.   Установка   балансировочного груза:

1 — насечка;    2 — кернение,   3 — винт;    4 — груз  из двух половин

Для закрепления балансировочного груза (рис. 4.25) необходимо раскернить винт и нанести насечки тупым зубилом на кромки балансировочного паза.

В станках «зарезонансного» типа частота вращения балансируемого ротора в несколько раз превышает собственную частоту колебания подвесок.  Значения амплитуды вибрации по каждой опоре определяются с помощью штатной или переносной виброаппаратуры.

Фирма «ДИАМЕХ-2000» с середины 90-х годов производит гамму низкооборотных балансировочных станков, для балансировки роторов ГПА, грузоподъемностью 0,3 – 8,0 т, предназначенных для работы как в условиях мастерских, так и в компрессорных цехах. Станки имеют оригинальную, свободно - качающуюся конструкцию роликовых опор и комплектуются современным интерфейсом для измерения виброускорения роликовых опор при вращении ротора, обработки результатов измерений и расчета массы компенсирующих грузов, устанавливаемых в балансировочных плоскостях ротора. Благодаря конструкции опор, станок не требует массивного основания. Рама станка может быть установлена на полу, способном выдержать нагрузку от веса ротора. Балансировка роторов на этих станках достаточно проста и производится в соответствии с инструкцией изготовителя станка.

При проведении балансировочных работ возникает необходимость в следующих операциях;

- выработка общей стратегии балансировки. Вначале проводят балансировку ротора без лопаток турбины, груз маркируют. Далее после развески лопаток на моментных весах и облопачивания проводят окончательную балансировку (корректировку). Такая последовательность позволяет: следить за состоянием ротора в отношении износа его элементов, прогиба бочки и т д.; контролировать правильность развески лопаток на моментных весах;  в случае правильной развески лопаток не проводить балансировку;

- балансировка роторов с торцевым биением диска турбины. При торцевом биении диска турбины установка грузов на бочку ротора не устраняет действие неуравновешенной силы из-за смещения диска, что может привести к дальнейшему росту торцевого биения. В этом случае необходимо: определить плоскость, проходящую через ось ротора, в которой находится максимальное торцевое биение; отбалансировать ротор путем установки грузов на бочку в штатные плоскости и убедиться в том, что грузы лежат в плоскости максимального биения, причем наибольший ближе к диску турбины; снять балансировочные грузы с бочки ротора и провести балансировку путем снятия металла с пояска диска турбины. Такой метод позволяет одновременно с уравновешиванием ротора стабилизировать положение диска, так как устраняется сила, действующая на посадочное место от смещения диска;

- перестановка груза Р1 с радиуса r1 на радиус r2 (рис. 4.26, а). Масса нового груза P2 = P1· r1 / r2 ;

Рис.   4.26.   Операции,   возникающие   при   установке   балансировочных грузов

- замена    сосредоточенного груза Рс распределенным Р  (рис. 4.26,б).

Необходимость в данной операции возникает при замене временного груза, закрепленного на лопатках, постоянным, устанавливаемым в штатный  балансировочный паз. При этом необходимо:    пересчитать сосредоточенный груз с радиуса временного закрепления на сосредоточенный на радиусе балансировочного паза; установить массу  1 см балансировочного груза Р, устанавливаемого  в  паз, и определить длину хорды  распределенного, груза:   l = Pc /P;   sin α = Pc /2PR.    

- замену    двух грузов одним проводят по правилу сложения векторов: из  конца вектора  1  проводят    линию,    параллельную вектору 2;    из конца вектора 2 проводят    линию, параллельную вектору 1 ; соединение точки их пересечения с началом векторов 1 и 2 дает массу    (векторы 1 и 2 построены в масштабе) и направление места установки искомого груза , заменяющего 1 и 2;

- разложение одного груза  двумя, 1 и 2,  расположенными в произвольных точках (рис. 4.26,в). Необходимость в данной операции возникает в том случае, когда место, куда необходимо установить груз, занято старым. Операцию проводят по правилу разложения векторов (последовательность обратна сложению векторов).

5.   РЕМОНТ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ  ГТУ

5.1. Ремонт корпусов

Наиболее существенный дефект, встречающийся при ремонте корпусов, — коробление фланцев горизонтального разъема цилиндров. Устранение этого дефекта достигается шабровкой, шлифовкой и притиркой разъемов. Перед началом ремонта разъемов необходимо вывернуть все шпильки и произвести их отбраковку. Поврежденную резьбу на шпильках и в корпусе исправляют с помощью плашек и метчиков. Непригодные шпильки меняют.

При определении объемов работ по ремонту фланцев горизонтального разъема компрессора необходимо учитывать радиальные (снизу и сверху) зазоры, измеренные при его разборке. Если сумма зазоров равна или меньше суммы паспортных, а фланцы разъема требуют ремонта, то необходимо продумать вопросы расточки корпуса и укорачивания направляющих лопаток, расположенных в нижнем и верхнем секторе цилиндра. После определения необходимой толщины съема металла с обеих сопрягаемых плоскостей крышка цилиндра снимается и перекантовывается разъемом вверх.

Перед началом шабровки и шлифовки с помощью поверочной линейки длиной не менее 2 м, достаточной для перекрытия фланца по диагонали, определяют выступающие места на разъеме и их высоту. Для этого линейку покрывают тонким слоем краски (берлинской лазури) и укладывают на разъем во всех направлениях. При этом места выступов окрашиваются, а высоту их измеряют пластинчатым щупом. Значительные выступы снимаются пневматическими или электрическими шлифовальными машинками с наждачным камнем. Из пневматических удобны для применения в условиях компрессорного цеха машинки типа ПШМ-08-06 (12000 мин-1), П-20008, П-20009 (8000 мин-1), а также электрические с гибким валом ИЭ-8201Л отечественного производства (3000 мин-1) и импортные (12000 мин-1). При использовании пневматических и электрических шлифовальных машин обязательным условием является строгое соблюдение Правил техники безопасности при эксплуатации пневматического и электроинструмента.

Шлифовку можно считать оконченной при остаточной высоте выступов не более 0,1—0,15 мм. Затем шабрят фланец плоским шабером с шириной режущей кромки 30—50 мм до равномерного покрытия всей плоскости фланца пятнами не менее одного на 3 дм2. При этом зазор между линейкой и фланцем не должен превышать 0,05 мм. Шабровка разъемов трудоемка, поэтому для механизации рекомендуется применять пневматический шабер П-5302 (1250 двойных ходов в минуту) или электрический типа Э-5302 (1200 двойных ходов в минуту). Таким же образом осуществляют шлифовку и шабровку нижней половины корпуса.

Затем пригоняют плоскости разъема нижней половины цилиндра по верхней. Для этого плоскость разъема верхней половины покрывают тонким слоем краски и укладывают на нижнюю. Затем с помощью ломика, вставленного в отверстия под шпильку или направляющие колонки, перемещают крышку относительно нижней половины корпуса в продольном и поперечном направлениях и совмещают крышку по контуру фланцев с нижней половиной цилиндра. Пластинчатым щупом измеряют зазоры между фланцами, а по окрашенным местам нижней половины определяют выступающие места, которые подлежат шабровке. После окончательной пригонки плоскостей зазор в разъеме не должен превышать 0,03 мм.

Окончательную пригонку плоскостей разъема горизонтальных фланцев можно произвести также способом притирки. Для этого на фланец нижней половины наносится тонкий слой притирочной пасты, выпускаемой промышленностью, или карбид бора, смешанной с турбинным маслом до консистенции жидкой сметаны с добавлением в смесь 2% олеиновой кислоты. Крышку установить на нижнюю половину, как показано на рис. 5.1, подогнать с зазором 1 мм и закрепить скобы для контроля равномерности притирки. В одно из отверстий для направляющих колонок установить эксцентриковое приспособление, а в остальные — ограничивающие шпильки.

Рис. 5.1. Притирка фланцев горизонтального разъема.

1 — эксцентриковый   валик,    2 — ограничительная   шпилька;   3 — скобы   для   измерения   истирания разъема.

Приводом эксцентрикового приспособления может служить тихоходная пневматическая или электрическая сверлильная машинка. В процессе притирки по контрольным скобам контролировать равномерность истирания плоскостей. Если притирка идет неравномерно, то необходимо убрать притирочную пасту с мест более интенсивного истирания металла и продолжать притирку до выравнивания зазоров по всем скобам. В процессе длительной эксплуатации газотурбинных установок после неоднократного ремонта горизонтальных разъемов корпусов может образоваться эллипсность в расточках цилиндров, в местах установки обойм, колец и т. д. Устранение этого серьезного дефекта в условиях КС возможно расточкой корпуса резцом на специальной борштанге, выставленной точно по оси агрегата. Изготовить такую борштангу можно в хорошо оснащенной мастерской.

После подгонки плоскостей фланцев горизонтального разъема необходимо проверить, а при необходимости подогнать радиальные зазоры по направляющим и рабочим лопаткам проточной части. Подгонка радиальных зазоров в лопатках турбины производится за счет перецентровки обойм направляющих лопаток. Особенно сложен и трудоемок процесс устранения коробления корпуса турбины, возникающего в результате больших градиентов температуры между отдельными элементами корпуса. При короблении корпуса турбины появляется щель с внутренней стороны по горизонтальному разъему, достигающая 4—5 и даже 12 мм в свободном (не обтянутом крепежом) состоянии. При небольших раскрытиях (1—4 мм) на практике применяют способ электродуговой наплавки металла в зазор фланца. С внутренней стороны шпилек, в местах раскрытия наваривается валик шириной 10—15 мм, который затем обрабатывается шлифовальной машинкой и пришабривается по линейке до требуемой высоты. Концы валика сводятся на нет. Валик наплавляют на обеих половинах корпуса в одних и тех же местах электродами ЭА-16а, Э42, Э-1М2Фа, Э-МХ. Однако при раскрытиях, превышающих 4 мм, уже требуется устранение эллипсности корпуса путем съема металла с горизонтального разъема.

Рис.  5.2. Радиально- фрезерное приспособление для ремонта горизонтальных разъемов турбин.

Рис.  5.3. Фрезерование    плоскости   горизонтального   разъема   корпуса   турбины скоростной фрезой (фрагмент рис.  5.2).

Самым эффективным в этом случае, учитывая трудоемкость шабровочных работ при обработке сталей аустенитного класса, является применение специального радиальнофрезерного приспособления конструкции ПТП Уралгазэнергоремонт (рис. 5.2). Приспособление на полукруглых опорах монтируется в расточках под газовые уплотнения. Резание металла производится специальной скоростной фрезой (рис. 5.3) Приспособление обеспечивает съем металла по всей плоскости фланца разъема на требуемую высоту.

При ремонте корпуса ГТУ могут встретиться трещины, раковины и пористости в металле. На концах трещин необходимо просверлить отверстия диаметром 8—10 мм, нарезать резьбу и ввернуть гужоны на густотертых белилах или сурике. Трещины раковину или пористость разделать под сварку путем вырубки зубилом, высверливания или наждачным кругом. Разделанное место заварить по специально разработанной технологии для каждого конкретного случая. Сварка металла производится слоями. Перед наложением каждого нового слоя предшествующий слой тщательно очистить от окалины. Трещины в корпусе, вставках, экранах и компенсаторах турбины заваривают разными типами электродов, в зависимости от марки стали. Например, жаропрочные стали типа 12Х18Н9Т хорошо свариваются элeктpoдaми ЦТ-15, ОЗЛ-8, ОЗЛ-6; для стали Х23Н18 требуются электроды ЭА-1М2Ф (КТИ-5); для стали марки 12МХ подходят электроды типа ЭП-60.

Пористости и раковины, расположенные в частях цилиндра компрессора, нагревающихся до 100°С, заклеиваются эпоксидной смолой с наполнителем — чугунной стружкой.

Состав замазки (в весовых частях): эпоксидная смола ЭД-5 или ЭД-6—100, отвердитель (полиэтиленполиамин) — 16, пластификатор (дибутилфталат) — 20, наполнитель (чугунная стружка) —240. Чугунную стружку перед употреблением просеять через сито с ячейками не более 0,3 мм. Смесь готовится непосредственно перед употреблением в подогретом до 50—60°С состоянии

Дефектные места перед заполнением смесью подвергаются тщательной очистке до чистого металла и обезжириваются бензином Б-70 или ацетоном и подогреваются до 60—70°С, не касаясь подготовленного места открытым пламенем. Полное затвердение смеси наступает при температуре 20°С через 70—160 ч. Таким же способом ремонтируют риски и задиры на разъеме осевого компрессора в местах, где температура ниже 100°С. После затвердевания мастики (через 24 ч) место исправления дефекта тщательно зашабрить.

Обнаруженный при дефектовке отрыв опорных лап от опорных поверхностей стоек фундаментной рамы устраняется путем наплавки шпонок с последующей обработкой и подгонкой.

Резьбу всего крепежа необходимо прогнать гайками, лерками или метчиками. Крепеж с сорванными или смятыми нитками заменить.

Деформация обойм уплотнения осевого компрессора и турбины, а также обойм масляных уплотнений выражается, как правило, в появлении эллипсности.

На практике применяют различные способы ремонта обойм: рихтовка наклепом с внутренней и наружной стороны, нагрев в напряженном состоянии, наплавка валиков электросваркой. Самым же эффективным способом является съем металла с горизонтального разъема на необходимую толщину, с последующей расточкой на токарном или расточном станках до требуемого размера, исходя из условий обеспечения требуемого для данной машины паспортного размера радиальных зазоров. Ремонт корпусов завершается устранением дефектов системы охлаждения. Для этого необходимо опрессовать трубопроводы охлаждения сжатым воздухом и определить места утечек воздуха. Поврежденные трубы заменить. Затем прочистить сопла, продуть сжатым воздухом, собрать схему для определения расхода охлаждающего воздуха, определить средние значения коэффициента А = р/рд, где р — начальное давление подводящего воздуха; рД — динамический напор воздуха после каждого сопла.

Коэффициент А определяется как среднее значение для всех сопел данной группы и должен соответствовать указанному в формуляре паспорта машины. Не допускается отклонение значения между соплами более 15% от нормальных средних значений, так как это является признаком неполадок в системе охлаждения (засоренность, отсутствие герметичности, деформация трубок и т. п.).

Если значение коэффициента А удовлетворяет требованиям технических условий, то записать их в формуляр. При наличии отклонений значений А от паспортных по отдельным элементам системы охлаждения выявить причины и устранить их.

5.2. Ремонт роторов

Перед началом ремонта внимательно ознакомиться с ведомостью объема работ, осмотреть ротор, оценить состояние шеек, упорного диска, уплотнительных колец лабиринтных уплотнений, шестерни валоповоротного и расцепного устройства. На зубьях шестерни зачистить заусеницы, забоины и задиры. Шестерню, на которой обнаружены трещины или выкрашивания, заменить. В этом случае, а также при перецентровке ротора в цилиндре по расточкам под уплотнения необходимо пригнать зацепление по краске с шестернями валоповоротного устройства.

Кромки мелких круговых рисок на шейках и упорном диске зачищаются оселком, затем шейки и рабочие поверхности шлифуют мелкой шлифовальной шкуркой на тканевой основе (ГОСТ 13344 — 79) с маслом. Шкурку вырезают по размеру шейки и, смочив турбинным маслом, оборачивают вокруг шейки внахлест. Поверх шкурки наматывают спиралью по всей длине шейки ремень шириной 50—60 мм из плотного брезента или старого пожарного шланга со свободными концами на обе стороны длиной по 1,5—2 м, за которые попеременно тянут в обе стороны. После шлифовки производится полировка пастой ГОИ, нанесенной на фетр.

В процессе ремонта приходится часто исправлять такие серьезные дефекты, как биение упорного диска, крупные задиры и риски на шейке и упорном диске, конусность, овальность и бочкообразность шеек.

При обнаружении боя упорного диска необходимо убедиться в отсутствии искривления оси вала путем проверки всего ротора на бой индикатором. Незначительный бой диска (0,06—0,12 мм) допускает исправление вручную шабровкой с последующей шлифовкой шкуркой и полировкой пастой ГОИ. Эта операция производится следующим образом: дефектную поверхность упорного диска разделить на восемь равных частей и записать значение боя в каждой точке. Плоским шабером металл диска снимают от места наибольшего боя, сводя шабровку до уровня требуемой плоскости диска. Шабровку контролируют микрометром, проверяя одновременно бой диска. После шабровки поверхность диска шлифуют с помощью чугунного притира и шлифовальной шкурки на тканевой основе. Чугунный притир представляет собой диск с вырезом под шейку ротора, толщина притира 25—30 мм. Внутренний и наружный диаметр притира, а также ширина выреза должны быть на 2—5 мм больше диаметра шейки вала и упорного диска соответственно. Рабочую поверхность притира обработать на плоскошлифовальном станке и проверить по контрольной плите. Диск шлифуют при равномерном плотном прижатии притира по всей площади. Этого можно достичь, изготовив приспособление, изображенное на рис. 5.4. В конце процесса шлифовки шкурка смазывается турбинным маслом. Шлифовка поверхности с последующей полировкой пастой ГОИ производится до 9-го класса чистоты. Торцовый бой рабочей поверхности упорного диска на наружном диаметре при этом не должен превышать 0,015 мм.

Рис. 5.4. Приспособление для шлифовки упорного диска.

1 — притир;   2 — упорный   диск;   3 — тяга;   4 — планка;    5 — нажимной болт.

Бой рабочей поверхности упорного диска с обратной стороны исправляется аналогично. Таким же способом зачищают упорный диск от мелких рисок и надиров.

Крупные (более 0,2 мм) риски и задиры, конусность, бочкообразность и эллипсность шеек, превышающие 0,02 мм, устраняют проточкой резцом с последующей шлифовкой. Уменьшение диаметра шейки ротора после токарной обработки допускается не более чем на 3% от чертежного размера в связи с уменьшением механической прочности. При необходимости проточки шейки сверх допуска в каждом конкретном случае необходимо согласование с заводом-изготовителем.

Ремонт шеек вала и упорных дисков желательно производить на кустовых ремонтных базах, оборудованных большими токарными станками типа ДИП-500 со станиной длиной не менее 6 м с люнетами. Вкладыши люнетов станка желательно изготовить из бронзы шириной не менее 0,5 диаметра вала. Места на роторе, которыми он будет опираться на люнеты, выбирают ближе к опорным шейкам. Опорные места не должны иметь конусности, овальности, бочкообразности и неконцентричности более 0,02 мм. Дефектные места исправляют ручной опиловкой с последующей шлифовкой.

Перед началом проточки необходимо самым тщательным образом при помощи индикаторов часового типа проверить параллельность оси вала продольной подаче суппорта. При этом за базу принимают неповрежденные участки шейки вала, расположенные у галтелей.

После проточки на суппорт станка вместо резца устанавливают шлифовальную головку, с помощью которой шлифуют и полируют шейки. При грубой шлифовке скорость продольной подачи 2—3 мм на один оборот ротора, а при окончательной шлифовке 0,7—1 мм. Особенно качественной получается шлифовка алмазным кругом. Полировка до зеркального блеска выполняется войлочным кругом с нанесенной на него полировочной пастой.

В связи с трудностями приобретения станков типа РТ-968 с длинной станиной можно на кустовых ремонтных базах изготовить станки конструкции ПТП Уралгазэнергоремонт (рис. 5.5, 5.6).

Рис   5.5.   Станок для ремонта роторов  ГТУ  конструкции ПТП Уралгазэнергоремонт.

Рис. 5.6.  Шлифование шейки ротора  (фрагмент рисунка 36).

Вращение ротора в этом станке осуществляется от валоповоротного устройства ГТУ с промежуточным редуктором (суппорт и шлифовальная головка покупные). Станок универсален в использовании для любых роторов ГТУ, так как все узлы его (привод, опоры подшипников) монтируются на стендовых плитах или железнодорожных рельсах и могут раздвигаться на требуемую величину

При отсутствии хорошо оснащенных ремонтных баз проточку и шлифовку шеек и упорных дисков можно выполнять в собственных или технологических подшипниках при помощи приспособления, показанного на рис. 5.7.

Рис.  5.7. Приспособление   для   ремонта   опорных   шеек   вала в собственных подшипниках.

1 — подставка;   2 — суппорт;   3 — шлифовальная   машинка;   4 — защитные фетровые щитки; 5 — подвод масла смазки.

Для изготовления такого приспособления используют суппорт небольшого токарного станка, на котором закрепляют резец или шлифовальную головку. Перед началом токарной обработки шейки или диска необходимо выполнить следующие подготовительные операции:

— зажать нижние половины вкладышей (рис. 5.8), уложить ротор, завести установочные колодки упорного подшипника, зажать установочное кольцо планками. Установить шариковый упор в торец рабочего диска турбины (рис. 5.9).

Рис.    5.8.    Закрепление     опорно-упорного вкладыша.

1 — стопорные   планки;   2 — подкладки.

Рис. 5.9. Упор от осевого смещения ротора.

1 — швеллер  № 12—14; 2 — диск ТВД;  3 — цилиндр турбины; 4 — болт М24Х160.

При шлифовке плоскости диска со стороны установочных колодок установить рабочие колодки и шариковый упор в ротор со стороны всасывания;

— собрать валоповоротное устройство;

— заглушить подвод масла на смазку подшипников;

— установить приспособление, выверить индикатором его установку по неповрежденным частям шеек или другим базовым поверхностям ротора;

— для удаления стружки на разъеме вкладыша вплотную к шейке с обеих сторон уложить и закрепить планками мягкий фетр толщиной 10—15 мм.

Во время проточки и шлифовки периодически смазывать из масленки шейку цилиндровым маслом. Стружку за один проход брать не более 0,2—0,3 мм. Меняя рабочий инструмент (резец, шлифовальный круг, фетровый круг с пастой ГОИ), выполняют последовательно проточку, шлифовку и полировку шейки. После ремонта шеек вала требуется перезаливка баббитовой заливки вкладышей подшипников и расточка их под новый размер.

При наличии поврежденных усиков уплотнений, которые не могут быть выправлены, или сработанных, последние необходимо заменить. На практике эту операцию в большинстве случаев выполняют вручную путем выпиливания ножовочным полотном чеканной проволоки с последующим удалением лабиринтных колец из пазов клещами. Однако при этом часто повреждаются кромки каналов паза, поэтому такой способ ремонта нежелателен.

Ремонт уплотнений следует выполнять с помощью описанных станков или приспособлений (см. рис. 5.7) для ремонта роторов. Чеканную проволоку вырезают отрезным резцом, толщина режущей части которого выбирается в пределах 0,8—1,0 мм с тем расчетом, чтобы не повредить канавку под уплотнение. Во избежание образования гофр на чеканной проволоке, вызывающих поломку резца, впереди него устанавливается прижимной вращающийся ролик. Скорость подачи резца 0,05—0,1 мм на один оборот ротора. Для замены удаленных колец нарезаются заготовки новых уплотнительных колец и чеканной проволоки. Длина заготовки должна быть больше длины окружности канавки под уплотнение на 3—5 мм.

Для чеканки применяют чеканную проволоку овального сечения, или Ø1,5 мм из стали 12Х18Н9Т, термически обработанную, повышенной точности по ГОСТ 18143 — 72, прокатав ее предварительно в вальцах до размера 1±0,05 мм. Уплотнения набивают так, чтобы в каждой канавке стык уплотнительного кольца и стык чеканной проволоки отстояли друг от друга на расстоянии не менее 100 мм по дуге.

Рис. 5.10. Чекан для запрессовки проволоки уплотнительных колец.

Стык уплотнительного кольца в канавке должен быть смещен относительно стыка соседнего кольца не менее чем на 100 мм по дуге. Зазоры в стыках уплотнительных колец должны быть 0,5— 0,7 мм, а в стыках чеканной проволоки 1—1,6 мм. В уплотнительном кольце и чеканной проволоке в каждой канавке должно быть только по одному стыку. Проволоку чеканят по периметру окружности специальным чеканом (рис. 5.10), оставляя по 20— 30 мм концы проволоки в стыке незачеканенными. Подогнать зазор в стыке проволоки и концы зачеканить.

Процесс ручной зачеканки уплотнительных колец чрезвычайно трудоемкий и утомительный, поэтому его необходимо механизировать. Например, заменив резец токарного станка (или приспособления) (см. рис. 5.7) на приспособление для закатывания колец, представляющее собой оправку с вращающимся роликом из закаленной стали, постепенно увеличивают усилие закатывания и доводят его до 30 кгс. Усилие контролируют по наклейменному на оправке зазору, который выполняют при изготовлении оправки. Повышение производительности ремонтных работ на 300% при зачеканке колец дает использование приспособления на базе клепочного пневматического пистолета КМП-10 (рис. 5.11).

Рис.  5.11. Приспособление   для   зачеканки   уплотнительных   колец.

Рабочим инструментом в этом приспособлении служит ударник из закаленной стали. При вращающемся от валоповорота роторе один слесарь при помощи этого приспособления выполняет зачеканку всех колец воздушного и газового уплотнений за 5—6 ч. Качество зачеканки уплотнительных колец проверяют приложением усилия 20 кгс на длине кольца 10 мм у стыка. При этом кольцо не должно выходить из паза.

После расчеканки уплотнительные кольца рихтуют в плоскости, перпендикулярной к оси ротора, специальными оправками или при помощи обычных плоскогубцев. Проточка уплотнений до нужного размера выполняется на токарном станке или при помощи того же приспособления (см. рис. 5.7). Перед началом проточки лабиринтные втулки из расточек корпуса удаляют. Для того чтобы не перенастраивать на каждое кольцо станок или приспособление, целесообразно сначала зачеканить и проточить под один размер все короткие «усики», а затем высокие. По окончании всех ремонтных операций ротор снять и уложить на козлы.

Если при ремонте ротора появляется его неуравновешенность (после замены лопаток, пересадки дисков, рабочих колец центробежных нагнетателей), то такие роторы подлежат обязательной балансировке. Динамическая балансировка роторов производится на специальных балансировочных станках высококвалифицированными специалистами. В процессе балансировки на вращающемся в подшипниках станка роторе при перемещении балансировочного груза происходит изменение амплитуды колебаний подшипников. По результатам измерений этих амплитуд расчетным путем определяют массу компенсирующих неуравновешенность ротора грузов и места их установки. Роторы турбин уравновешивают за счет съема металла с дисков, имеющих балансировочные уступы, или путем установки постоянных грузов в балансировочные пазы. Постоянные грузы должны быть надежно закреплены от перемещения в пазах стопорными винтами и кернением. Роторы центробежных нагнетателей должны балансироваться в два этапа; первый предусматривает балансировку вала, второй – балансировку ротора в сборе, который балансируется только за счет съема металла с основного и покрывающего дисков рабочего колеса.

При ремонте роторов центробежных нагнетателей часто возникает необходимость замены ослабленных заклепок и заварки трещин покрывающего диска рабочего колеса. Заклепки изготавливают из металла 13Н5А. Старые заклепки высверливают на глубину основного и покрывающего дисков после чего выбивают из отверстия. Отверстие перед установкой новой заклепки необходимо зенковать. Длина заклепки выбирается такой, чтобы длина выступающих частей с каждой стороны равнялась 8 мм. Диаметр заклепки после шлифовки и полировки должен обеспечивать натяг в отверстии, равный 0,01—0,02 мм.

Уложив рабочее колесо на клепочный стол, соединенный с массой сварочного трансформатора СТЭ-22, медным электродом подводят напряжение к заклепке. После нагрева до 800—850°С (красное свечение) заклепку расклепать тяжелым молотком (аналогично с обратной стороны рабочего колеса). После расклепки и охлаждения шлифовальной машинкой зачистить выступающую часть заклепки заподлицо с поверхностью диска. При ремонте покрывающих дисков рабочих колес не допускается приваривание вырванных кусков, а также крупных трещин на грани отрыва части диска. Небольшие трещины ремонтируют способом электросварки. Для сварки применяют электроды типа 48Н11 диаметром 3—4 мм. Перед сваркой диск в месте трещины зачистить до металлического блеска. Концы трещины засверлить сверлом диаметром 3—4 мм для предотвращения дальнейшего распространения, разделать под углом 60° с притуплением кромок в 1—1,5 мм и заварить. Для электродов диаметром 3 мм выбирается сварочный ток 110—120,  4 мм — 130—170 А. За 1—2 сут до использования электроды прокалить в течение 3 ч при температуре до 500°С. После сварки рабочее колесо подлежит термообработке по следующей технологии: посадка в печь при 200—250°С, нагрев и выдержка в течение 3 ч при 600°С и медленное остывание в печи или под асбестом. После термообработки сварочный шов зачистить шлифовальной машинкой заподлицо с диском.

Подрезы рабочих лопаток эрозионного характера ремонтируют также способом электросварки при том же режиме сварки и термообработки.

После переклепки покрывающего диска, после заварки трещин и подрезов рабочих лопаток колеса ротор нагнетателя подлежит динамической балансировке.

5.3. Ремонт зубчатых муфт

При ремонте зубчатых муфт тщательно устраняют все неисправности, обнаруженные при дефектовке. Все забоины и заусеницы на торцовых поверхностях коронок, незначительные царапины на болтах и в отверстиях зачистить бархатным напильником, оселком, мелкой шлифовальной шкуркой. При наличии значительных повреждений на болтах и в отверстиях необходимо отверстия развернуть разверткой до выведения задиров, а болты заменить на новые соответствующего диаметра. При этом масса снятого в отверстии металла должна равняться прибавке таковой на болте (допускается разница не более 30 г). При необходимости производится подгонка прилегания зубьев муфты между собой по краске способом шабровки. Поврежденные стопорные шайбы заменить на новые. Муфты с ослабленной посадкой на вал и с недопустимо увеличенными зазорами в зацеплении заменить на новые. Эти дефекты являются одной из причин повышенной вибрации роторов при работе машин.

Для снятия зубчатых втулок роторы укладывают на козлы и закрепляют от проворачивания. Из торца втулки и вала вывернуть стопорные винты и вынуть цилиндрическую шпонку.  На втулку надеть съемник (рис. 5.12) и, отцентровав его ось с осью вала, закрепить усилием отжимного болта. При снятии полумуфты требуется значительное усилие, поэтому на ремонтных участках рекомендуется применять для этой цели гидросъемник (рис. 5.13). В этом приспособлении осевое усилие в десятки тонн создается гидравлическим домкратом, соединенным шлангом высокого давления с гидростанцией. С помощью двух-трех ацетиленовых или кольцевых горелок втулку подогревают. Нагрев втулки ведут очень интенсивно, но равномерно, от периферии к центру чтобы избежать прогрева вала. Во избежание нагрева вал покрывают мокрым асбестом. Не рекомендуется охлаждать вал сжатым воздухом или водой

        

Рис. 5.12. Съемник для зубчатых муфт.

1 — скоба, 2 — болт М22Х250; 3 — фланец; 4 — отжимной винт М42, 5 — шарик

Вид А

 

Рис. 5.13.   Съемник с домкратом

1, 2 — пластины; 3 — соединительные шпильки. 4 — гидравлический домкрат.

В процессе нагрева следить, чтобы пламя горелок не касалось вала. Втулку подогревают до тех пор, пока она с помощью съемника легко, без заеданий не сойдет с посадочного места вала. Если никакими усилиями втулку не удается снять, се разрезают ацетиленовым резаком вдоль шпоночного паза. Эта операция должна производиться газорезчиком высокой квалификации с мерами предосторожности, чтобы не повредить вал. Задиры, острые кромки, заусеницы и другие незначительные дефекты на посадочных местах вала после съема полумуфт зачищают надфилем и мелкой шлифовальной шкуркой.

Перед установкой новой муфты проверяют соответствие всех ее геометрических размеров чертежным, правильность расположения шпоночных пазов и шпонок, комплектность и наличие маркировки всех деталей. Заусеницы, забоины, острые кромки на сопрягаемых поверхностях устранить надфилем и мелкой шлифовальной шкуркой. Проверить подвижность зубчатых втулок в коронках.

Перед установкой муфты на вал определить фактический натяг посадки. Для этого микрометром измеряется диаметр посадочного места вала DВ, а микрометрическим штихмассом — внутренний диаметр зубчатой втулки dbt.  Натяг муфты определяется по формуле H = DВ - DВТ. Натяг должен равняться 0,0003÷0,0006 от диаметра посадочного места вала. В некоторых случаях конструкцией предусматривается передача крутящего момента за счет сил трения между полумуфтой и посадочной шейкой вала (например в роторах  ГТК-25И производства GM). В этом случае величина натяга в несколько раз больше и устанавливается при сборке в соответствии с инструкцией производителя. Съём полумуфты с вала производится с помощью специального гидравлического приспособления.  При необходимости, для обеспечения посадочного натяга, отверстие зубчатой втулки растачивают на токарном или расточном станке с предварительной выверкой по центровочным пояскам. Бой более 0,015 мм при выверке не допускается.

Рис. 5.14. Подгонка шпонки перед посадкой полумуфты на вал.

В шпоночных соединениях полумуфт на валах газотурбинных установок  для передачи крутящего момента применяют призматические или цилиндрические шпонки. Призматические шпонки устанавливаются и подгоняются перед посадкой зубчатой втулки (рис. 5.14). Это очень важная подготовительная операция, поэтому производить ее необходимо очень тщательно. После подгонки шпонки закрепляются в пазах шпоночного паза вала винтами. Если на валу имеется две призматические шпонки, то положение осей шпоночных пазов во втулках относительно пазов на валу проверяется специальными шаблонами. При наличии в этом случае смещения пазов посадку втулки производят на одну шпонку, а вторую забивают после окончательной подгонки. Втулка насаживается на вал в нагретом состоянии. Для равномерного нагрева всей массы втулки ее желательно нагревать в масляной ванне или в термопечи. Для обеспечения свободной посадки втулки на вал внутренний диаметр втулки после нагрева должен быть на 0,2—0,3 мм больше диаметра ступицы вала. Размер его проверяют заранее выставленным штихмассом. Необходимая температура нагрева втулки, °С:

T=(H+2a)DВТβ

где Н — размер посадочного натяга, мм; a— радиальный зазор между нагретой втулкой и валом, (0,2÷0,3 мм);  DВТ — посадочный диаметр втулки, мм; β — коэффициент линейного расширения металла втулки, мм/°С (β=1,1∙10-6).

Перед посадкой втулки посадочное место вала и шпонку смазать тонким слоем серно-ртутной мази или сухим графитом. После нагрева полумуфту быстрым движением надевают на вал по шпонке до упорного бурта без зазора и держат в прижатом состоянии до появления натяга. Плотность посадки определяется по звуку. При легком ударе металлическим предметом по зубчатой втулке (запрещается ударять по зубьям), посаженной на вал с натягом, раздается продолжительный металлический звон.

При установке зубчатых муфт, фиксация которых на валу осуществляется цилиндрическими шпонками, необходимо, после посадки зубчатой втулки на вал, просверлить и развернуть отверстие под шпонку. Натяг в цилиндрическом шпоночном соединении, равный разнице диаметров шпонки и отверстия, должен быть в пределах 0,01—0,02 мм. Втулку фиксируют в осевом направлении резьбовыми стопорами в торце вала. После остывания зубчатой втулки до температуры окружающей среды с помощью двух индикаторов, установленных в штативах на разъеме корпуса подшипника с обеих сторон вала, определяют торцовый бой втулки который не должен превышать 0,015 мм.

5.4. Ремонт лопаточного аппарата

Обнаруженные при дефектовке лопаток забоины, заусенцы зачищают надфилем и шлифовальной шкуркой. Загнутые кромки выравнивают легкими ударами молотка, подставив с обратной стороны специальную оправку. Шлифовку заусениц и острых кромок вокруг вмятин и забоин на рабочих турбинных лопатках не обходимо производить осторожно, чтобы не изменить профиль лопатки. Перед шлифовкой лопатки вынимаются из пазов диска.

Замена рабочих лопаток ТВД и ТНД. Перед началом разлопачивания проверяют наличие и четкость маркировки на лопатках; при необходимости ее восстанавливают цифровыми клеймами или электрокарандашом.

Перед снятием рабочих лопаток ТВД и ТНД необходимо вывернуть стопорные винты замковой лопатки. Винты раскернивают осторожно, чтобы не повредить пазы лопаток под стопор. Пазы дисков и хвосты лопаток очистить от отложений. Подлежащие замене лопатки взвесить и по массе подобрать новые. При разрушении лопатки новая подбирается той же массы, что и диаметрально противоположная. Масса новой лопатки не должна отличаться от прежней более чем на 2,5 г, при взвешивании на рычажных моментных весах. Подгонка лопатки по массе производится шлифовкой утонения лопатки до высоты, достаточной для обеспечения нормального радиального зазора в проточной части, а если это невозможно, то допускается снимать металл на конце пера лопатки, увеличивая тем самым высоту утонения.

Перед установкой лопаток пазы дисков смазать глицерином или касторовым маслом. Лопатки собирают согласно маркировке на диске, на самих лопатках и на вставках. Последней устанавливают замковую лопатку, затем стопорный винт заворачивают и закернивают. При замене целого ряда рабочих лопаток или нескольких лопаток ротор должен быть динамически отбалансирован. При установке лопаток и вставок проверяют и при необходимости исправляют зазоры между лопатками, между лопатками и вставками и в стыках вставок по окружности.

Замена лопаток осевого компрессора. Перед началом разлопачивания проверить маркировку нумерации лопаток и при необходимости нанести ее цифровыми клеймами или электрокарандашом. Сверлом диаметром 8 мм засверливают стопорные винты замка и выворачивают трехгранником. После этого вынуть клин и вставки. Вырубать замки зубилом нельзя во избежание повреждения замкового паза. Если невозможно отодвинуть вставки от лопаток, то высверливают все детали замка. Сверление деталей замка — очень ответственная операция. Выполнять ее нужно осторожно, учитывая конструкцию ротора.

После удаления замка вынимают замковую вставку и, сдвигая по пазу в сторону замка, все остальные лопатки. На роторах с большой наработкой в пазах скапливаются различные отложения. Поэтому для облегчения передвижения лопаток в пазах за несколько часов до разлопачивания их обильно смачивают керосином. Отделение лопаток в ступени производится специальным клином в виде зубила, а затем с помощью выколотки из цветного металла и молотка передвигают их по пазу. При этом необходимо следить за тем, чтобы не повредить лопаток и зубчики паза. Разлопачивают компрессор в следующем порядке: сначала раскернивают стопорные винты, крепящие в разъемах цилиндра крайние промежуточные тела или лопатки, и выворачивают их. Затем раскернивают промтела и вынимают их и лопатки из паза.

После удаления лопаток на роторе и цилиндре тщательно очистить их от грязи и ржавчины, промыть керосином или раствором тринатрийфосфата и протереть насухо. Все задиры и заусеницы зачистить. Для облегчения передвижения лопаток пазы смазать тонким слоем глицерина, касторового масла или вискозина. Перед облопачиванием подготавливают необходимое количество новых лопаток. Новые лопатки подбирают равными по массе дефектным. Лопатки с пером длиной более 90 мм подбирают с учетом взвешивания на рычажных весах. Если массу поврежденной лопатки определить невозможно, то новая лопатка подбирается равной по массе диаметрально противоположной лопатке с точностью ±2,5 г. При замене большого числа рабочих лопаток они также  подбираются  по отношению    к  противоположным    с точностью ±2,5 г.

При подборе лопаток необходимо учитывать и частоту их собственных колебаний. Собственные частоты определяют прибором ТИРЧ (изготовитель ПО Союзгазэнергоремонт). Эта проверка имеет важное значение, так как при совпадении частот собственных колебаний лопатки с частотой возмущающей силы (явление резонанса) на работающем турбоагрегате может произойти обрыв лопаток.

Хвост каждой новой лопатки подогнать к пазу в роторе или цилиндре и к хвостам соседних лопаток. Прилегание лопаток определяют по краске и щупу. В отверстия в бочке ротора, где высверлены стопорные винты, ввернуть гужоны и запилить их заподлицо с плоскостью.

Ротор компрессора облопачивают следующим образом. В пазу ротора устанавливается упор — разжатые стальным клином медные пластинки. К нему подводятся поочередно лопатки и уплотняются легким подколачиванием молотком через медную оправку. Лопатки должны быть пригнаны плотно друг к другу. При облопачивании ротора и цилиндра необходимо сразу проверять положение в пазу каждой лопатки. Отклонение по радиусу допускается не более 0,35 м, а в осевом направлении — 0,3 на 100 мм длины лопатки. Проверка радиального положения лопаток производится специальными шаблонами, а осевое положение — угольником.

Превышение указанных допусков приводит к изменению расчетных сечений каналов и нарушению условий истечения воздуха, что значительно снижает к.п.д. всей турбоустановки. При замене направляющих лопаток компрессора подогнать суммарный зазор между стыками промтел согласно техническим требованиям путем подбора лопаток или опиловки промтел, застопорить кернением соответствующие лопатки.

После набора всех лопаток устанавливают замок. Новые вставки и клин перед этим подогнать по краске. Зубцы вставок должны плотно входить в пазы на хвостах лопаток, связанных замковым пазом. В щель между вставками забивают самотормозящий клин.

Верхние выступы вставок расчеканивают таким образом, чтобы они закрывали клин. По разметке просверлить и нарезать отверстия под стопорные винты. Стопорные винты завернуть до разрушения шейки, после чего запилить весь замок заподлицо с поверхностью ротора. На замке после расчеканки замковых вставок не должно быть трещин.

Облопачивание цилиндра осевого компрессора завершается установкой стопорных шайб с винтами.

После установки замка, вручную, при помощи специальных оправок, лопатки рихтуют в радиальном и осевом направлениях.

Восстановление радиальных зазоров осевых компрессоров нанесением уплотняющего органосиликатного  материала.    

Предлагаемая технология разработана институтом ВНИИгаз. Она отличается простотой и позволяет безопасно устанавливать в процессе ремонта лопатки с уменьшенными (вплоть до нулевых) начальными радиальными зазорами в проточной части компрессора и в концевых уплотнениях ГТУ. Их рабочий размер устанавливается за счет выработки материала вращающимися деталями.

Органосиликатный материал наносится на предварительно очищенную и обезжиренную поверхность статора компрессора способами лакокрасочной технологии, не требующими специальной оснастки (кистью, пульверизатором и т. д.). Он обладает хорошей адгезией к металлам, полимеризуется при комнатной температуре, обладает высокой термостойкостью (до 400°С) и позволяет получать уплотняющие слои толщиной до 3 мм. Уплотнительный слой из органосиликатного материала обладает хорошей прирабатываемостью к материалу лопаток, высокой стойкостью к различным средам (масло, керосин, конденсат и т. п.) и надежной работой в проточной части ГТУ. На основании опытных данных применение данного метода дает прирост мощности ГТУ на 500— 600 кВт.

Указанная технология предусматривает применение органосиликатной композиции марки ОС-8201, выпускаемой отечественной промышленностью. Перед нанесением мастики поверхность статора и обойм уплотнений тщательно очищают от ржавчины, грязи и других отложений и обезжиривают протиркой толуолом. Уплотняющую мастику приготавливают непосредственно перед употреблением путем тщательного перемешивания в течение 20—30 мин. органосиликатной композиции с отвердителем АГМ-3 в количестве 0,6—1,2% от массы композиции. Отвердитель предварительно растворяют в толуоле (на 1 весовую часть отвердителя 5 весовых частей толуола). Приготовленную мастику наносят кистью слоями толщиной 0,1—0,2 мм через 30 мин., после высыхания предыдущего слоя.

Недостаток этого способа – недолговечность нанесенного слоя.  

5.5. Ремонт подшипников

Мелкие раковины и пористости на нерабочей поверхности баббитовой заливки вкладыша устраняются пайкой. Для этого место под пайку необходимо вырубить и обезжирить. После подогрева вкладыша с обратной стороны до 130—150°С дефектные места протравить и запаять. Место пайки после остывания уплотнить легкими ударами молотка через медную выколотку, запилить круглым напильником и пришабрить половину вкладыша по шейке вала.

На рабочей поверхности вкладыша запайка раковин и пористостей не допускается. Незначительные раковины глубиной до 0,5 мм и диаметром до 5 мм можно оставить, тщательно скруглив края.

Частичное восстановление баббитовой заливки иногда выполняется наплавкой вкладыша баббитом. Перед наплавкой трещины и раковины выкрашивания вырубаются зубилом. Поверхность под наплавку должна быть зачищена до блеска. Вкладыш обезжирить бензином, затем промыть раствором тринатрийфосфата и, наконец, горячей водой. Поместив вкладыш в ванну с проточной водой таким образом, чтобы наплавляемая заливка не смачивалась, газовой горелкой № 1 или 2 наплавляют баббит. Начиная с вырубленных мест, наплавку ведут слоями по оси вкладыша. Вначале поверхность старого баббита разогревают до плавления полуды, затем в место наплавки вводят баббитовый пруток диаметром 5 10 мм и расплавляют необходимое количество баббита, слегка разгоняя его пламенем горелки. Чтобы предотвратить стекание баббита наплавку ведут в нижней части вкладыша, поворачивая его. Для этого рекомендуется изготовить специальный поворотный столик. Толщина наплавляемого слоя должна выбираться с учетом масляного зазора во вкладыше с припуском 3—4 мм на сторону для механической обработки. Вкладыши с отслоениями баббита, увеличенными верхними и боковыми масляными зазорами, раковинами и пористостью на поверхности баббитовой заливки и другими дефектами перезаливают.

Перезаливка вкладышей подшипников производится в технологической последовательности, изложенной в главе 4.

Для возможности выкатывания вкладыша из-под шейки ротора при ремонте турбоагрегата необходимо установить осевой разбег вкладыша, равный 0,05—0,06 мм. Прилегание шеек вала по длине вкладыша определяется следующим образом. На смазанные тонким слоем краски шейки ротора накладывают нижние половины соответствующих вкладышей и поворачивают вокруг оси в обе стороны на некоторый угол. В необходимых местах баббит сшабривают до полного прилегания шейки ротора до всей длине баббитовой заливки вкладыша. Для облегчения этой операции применяют специально изготовленные из труб нужного диаметра легкие фальшвалы диаметром, равным диаметру шайки вала.

Окончательное прилегание шеек ротора во вкладышах проверяют после укладки ротора со смазанными краской шейками на установленные в расточках корпуса нижние половины вкладышей. После проворачивания ротора поочередно выкатывается и осматривается каждая половина вкладыша. Прилегание шейки ротора должно быть по всей длине вкладыша (по дуге, равной 60°). Прилегающая к валу поверхность вкладыша должна быть покрыта равномерно мелкими пятнами краски (8—10 пятен на площади 25 X 25 мм). Места недостаточного прилегания пришабривают.

После окончания подгонки нижних вкладышей проверяются масляные зазоры (см. гл. 2). При недостаточном зазоре вкладыш шабрят до нужного размера. После подгонки зазоров фрезеруют распределительные масляные каналы (карманы), гнезда для стопорных винтов и шайб и по отверстиям в теле вкладыша сверлят все отверстия в баббите. После окончания подгонки нижних половин проверяют прилегание и натяги верхних половин вкладышей.

У регулируемых вкладышей необходимый натяг устанавливается набором прокладок из нержавеющей стали под верхними опорными подушками. Во избежание ослабления натяга число таких прокладок под каждой подушкой должно быть не более трех.

Натяги нерегулируемых вкладышей устанавливаются шабровкой плоскостей разъемов крышек подшипников. При этом не должна нарушиться параллельность оси расточки крышки и плоскости разъема.

Ремонт масляных уплотнений подшипников заключается в замене или оттяжке латунных колец. При небольших срабатываниях масляных уплотнений производится оттяжка латунных колец. Эта операция выполняется обычно при помощи чеканки и оправки, которая закрепляется в тисках неподвижно. Изношенное кольцо уплотнительной обоймы накладывают на оправку и ударами молотка по чеканке оттягивают кольцо. Однако качество такой оттяжки плохое: края кольца становятся неровными, оно изгибается, от ударов на кольцах появляются трещины и выкрашивания. Для этой цели применяют специальные приспособления, создающие давление губок с обеих сторон кольца, которые достигают предела текучести латуни. Уплотнительные кольца с большим износом или повреждениями заменяют.

Замена уплотнительных колец производится в следующем порядке:

— сработанные уплотнительные кольца удаляются;

— новые заготовки колец из латуни толщиной 2 мм закладываются в пазы обойм уплотнений. Концы колец должны выступать над разъемом обоймы примерно на 22 мм. Ударами молотка по зубилу кольца расчеканиваются. Расчеканка ведется прерывисто по обе стороны паза;

— на токарном или расточном станке уплотнительные кольца растачиваются и профилируются с учетом необходимого минимального зазора по чертежу между шейкой вала и кольцом. Угол заострения колец должен быть равен 15—20°. Для профилирования колец можно применять специальный шабер (рис. 5.15);

Рис.   5.15.   Шабер    специальный.

— нижние половины уплотнительных обойм устанавливаются в корпусе подшипника и по краске определяется их прилегание. После этого с помощью щупа и по свинцовым выжимкам определяются радиальные зазоры. При необходимости зазоры доводятся до чертежных;

— аналогично производится проверка и подгонка верхних половин уплотнительных обойм.

Пригонка опорно-упорных вкладышей. При ремонте ГПА часто приходится менять поврежденные при аварии или просто изношенные колодки. В случае отсутствия новых колодок заводского изготовления дефектные по баббитовой заливке колодки можно реставрировать по следующей технологии.

Колодки необходимо освободить от баббита, обезжирить, протравить, залудить и наплавить баббитом Б83. Толщина слоя баббита в чистом виде должна быть не более 1,5 мм. Высота колодки после исправления должна быть такой же, какой была до аварии. Колодка, подготовленная к заливке, показана на рис. 5.16.

Рис. 5.16. Колодка упорного подшипника, подготовленная к заливке баббитом.

По периметру колодки изготовляется ободок 1 из листового железа толщиной 0,5—1 мм с зазором между колодкой 1—2 мм. Ободок должен выступать над колодкой 3 с учетом изношенной части на 5—6 мм. Этот зазор рассчитан на покрытие усадки и на механическую обработку. Зазор между ободком и колодкой заполняется асбестовой набивкой 2. Подготовленные для заливки колодки укладываются на кусок листового железа, нагретый до вишневого цвета. После нагрева колодки заливают расплавленным баббитом. Заливка колодок производится аналогично заливке вкладышей.

Упорные колодки необходимо пришабрить с учетом необходимого масляного зазора в упорной части подшипника. Толщина всех колодок в комплекте не должна отличаться более чем на 0,02 мм. В противном случае осевое усилие ротора будет восприниматься неравномерно, что вызовет подплавление отдельных колодок и местный перегрев упорного гребня ротора. Толщина колодки и плоскость прилегания ее рабочей поверхности проверяется при помощи индикатора на штативе и проверочной плиты. Плоскость прилегания проверяют по краске. Вся поверхность плоскости прилегания должна равномерно покрываться краской при притирке к плите. На колодке со стороны входа масла делается скругление, r = 1 мм или фаска под 45°. Положение упорных колодок фиксируется набором кольцевых прокладок. Неравномерность толщины каждой прокладки допускается не более 0,02 мм. Толщина кольца проверяется микрометром.

Упорные колодки устанавливают после укладки ротора в подшипники. Расточка и пригонка опорной части опорно-упорного подшипника производятся аналогично опорному подшипнику.

Методом двух индикаторов или с помощью   линейки   и щупа проверяются рабочие торцовые поверхности упорного диска. Бой упорного диска допускается не больше 0,02 мм. Неперпендикулярность упорной плоскости вкладыша по отношению к оси расточки опорной части также не должна превышать 0,02 мм в габаритах подшипника. Допускается непараллельность упорной части вкладыша и рабочей поверхности диска не более 0,02 мм. Параллельность проверяют специальным калибром по нижней половине вкладыша после укладки ротора. Регулировка вкладыша относительно упорного диска производится установочными сегментами путем подкладывания фольги из нержавеющей стали с одной стороны и снятия металла той же толщины с сегментов противоположной стороны. После снятия металла сегменты проверяют на прилегание по всей плоскости по краске.

5.6. Ремонт центробежного нагнетателя

Корпусные детали подшипников, роторов, лабиринтных уплотнений нагнетателя ремонтируют способами, описанными в предыдущих разделах.

Особое внимание при ремонте нагнетателя обращается на состояние всех деталей торцового уплотнения. Обнаруженные сколы, царапины, кольцевые риски, забоины на рабочих и сопрягаемых поверхностях в пределах допусков, приведенных в § 2.4, зачистить. В случае ненормальных следов натиров рабочую поверхность колец притереть по плите карбидом бора. После этого оба кольца уплотнения притираются друг к другу. При возможности используются комплекты, отремонтированные централизованно в условиях ремонтной базы.  Пружины с трещинами, большой коррозией и с остаточной деформацией заменить на новые.

Перед каждой сборкой надо тщательно осмотреть резиновые кольца круглого сечения, устанавливаемые на втулке графитового кольца, на валу под стальное кольцо и на наружной поверхности корпуса уплотнения. В случае сильного набухания резины, а также при повреждении колец их необходимо заменить новыми.

После сборки торцового уплотнения и установки его в гильзу, до насадки рабочего класса, необходимо обязательно испытать уплотнения на плотность давлением масла не более 10—15кгс/см2 в течение 20 мин. Протечки по графитному кольцу и по поверхностям, уплотняемым резиновыми кольцами, не допускаются.

Одновременно испытывают на плотность давлением 10÷15 кгс/см2 соединения фланца гильзы с торцовой поверхностью корпуса нагнетателя. Протечки через резиновые кольца, являющиеся уплотнениями канала подвода масла высокого давления на смазку переднего подшипника и торцового уплотнения, не допускаются.

При опрессовке винтовых насосов и маслопровода высокого давления не допускается подача масла в полость между торцовым уплотнением и опорным передним вкладышем при отсутствии противодавления со стороны рабочего колеса. В этом случае устанавливается заглушка на подводе масла к торцовому уплотнению. В противном случае может произойти разрушение или отклеивание антифрикционного боросалицилографитового кольца и нарушение герметичности торцового уплотнения. После опрессовки торцового уплотнения насаживают рабочее колесо ротора. Снятие или насадка рабочего колеса производится с помощью специального гидравлического приспособления, поставляемого заводом-изготовителем в комплекте с машинами. Перенасадка производится без подогрева ступицы колеса (для нагнетателей современных ГПА).

Для создания необходимого натяга рабочее колесо должно насаживаться на вал до упора в ограничительную шайбу, установленную в ступице. Толщина ограничительной шайбы устанавливается для каждого рабочего колеса при изготовлении ротора. При замене рабочих колес необходимо проконтролировать толщину ограничительной шайбы. Для этого рабочее колесо необходимо насадить на конец вала без подогрева (или без применения гидравлического приспособления), после чего измеряется расстояние от торца конического участка вала до торцовой стенки в ступице колеса (размер А на рис. 5.17).

Рис. 5.17. Снятие размера для проточки ограничительной шайбы (а) и насадка диска (б).

1 — вал; 2 — ступица колеса; 3 — установочное кольцо; 4 — гайка специальная; 5 — стопорная шайба; 6 — обтекатель.

Для создания натяга при насадке рабочего колеса необходимо ограничительную шайбу обработать так, чтобы высота уступа Б на шайбе была меньше размера А на 0,7—0,9 мм. До окончательной насадки рабочего класса установить ограничительную шайбу и специальную гайку. Гайку застопорить кернением в резьбу. После насадки колесо прижимается гайкой-обтекателем. Посадочные места на валу и в колесе должны быть очищены от коррозии и загрязнений и не иметь механических повреждений. Для нагнетателей типа «370» выпуска до 1969 г. при снятии рабочего колеса с вала механическим приспособлением необходимо колесо предварительно подогреть до 80—100°С двумя-тремя паяльными лампами или газовыми горелками, прогревая колесо и ступицу от периферии к центру при одновременном натяжении болтов приспособления.

При посадке рабочего колеса также необходим предварительный нагрев колеса до 80—100°С, после чего колесо насаживается на посадочное место до упора, установленного на ступице, который обеспечивает необходимый натяг.

Поврежденные резиновые кольца, устанавливаемые в канавки фланца гильзы, заменяют. Гильза, устанавливаемая в корпус, после фиксации должна плотно прилегать к постели. Зазор по поверхности прилегания гильзы к постели корпуса не должен превышать 0,03 мм.

При установке запасной гильзы необходимо выдержать равенство боковых зазоров между гильзой и корпусом с точностью до 0,05 мм и установить изготовленные по формуляру новые фиксаторы. Проверить состояние резиновых колец или медных шайб, устанавливаемых под головки болтов, крепящих гильзу к корпусу. Допускаются капельные протечки масла под болтами, крепящими гильзу к корпусу.

После установки в нагнетатель рабочего колеса при помощи свинцовых выжимок проверяется прилегание уплотнительного кольца к уплотнению по крышке рабочего колеса, служащего для разделения всасывающей и нагнетательной камер. Неравномерное прилегание этого кольца приводит к возникновению дополнительных динамических напряжений в элементах рабочих колес.

Перед закрытием торцовой крышки нагнетателя проверить зазоры и состояние усиков уплотнения по покрышке рабочего колеса. Поврежденные усики необходимо выправить или заменить новыми.

5.7. Ремонт камеры сгорания

Ремонт камеры сгорания сводится в основном к ремонту или замене поврежденных жаровых узлов и донабивке теплоизоляции. После разборки камеры сгорания в процессе дефектовки все отверстия в головках основных и дежурной горелок в воспламенителе должны быть очищены. 

В случае обнаружения на деталях камеры сгорания трещин необходимо определить границы трещин и по концам их засверлить отверстия 0 5—6 мм. Сделать разделку металла под сварку и трещины заварить электродом 0 3—4 мм ЭА-1М2Фа (КТИ-5). Электроды КТИ-5 при их отсутствии можно заменить электродами ОЗЛ-6. Эти электроды применяются для стали 20Х23Н18. Для стали 12Х18Н9Т допускается сварка электродами ЦТ-15. Разделка шва на практике достаточно качественно и производительно выполняется высокооборотной шлифовальной машинкой с узким армированным кругом.

.

Рис. 5.18. Установка колец смесителя из трех частей.

Развернутая длина кольца, мм    Ø 334—1110, Ø620—2010

После заварки сварочный шов обязательно очищают от окалины и сварочного грата, которые при работе турбоагрегата, попадая в приточную часть, вызывают повреждения лопаточного аппарата турбины.

В случае обгорания колец лопастных смесителей камер сгорания, выполненных из стали 12Х18Н10Т, следует произвести замену их на новые из стали 20Х23Н18 (рис. 5.18). При проведении этой модернизации рекомендуется также установить ребра из проволоки или листовой стали (сталь 20Х23Н18), что предотвращает обгорание кромок лопастей смесителя.

При обгорании трубы гляделки на переходном патрубке между камерой сгорания и турбиной необходимо старую трубу вырезать из корпуса патрубка, обработать отверстие и вварить новую трубу, завальцованную из аустенитного листа (сталь 12ХН9Т) толщиной 3 мм. При сборке камеры сгорания необходимо обеспечить соосность всех ее элементов. Фронтовое устройство должно входить в огневую часть камеры сгорания свободно, с равномерным зазором по окружности. Основная горелка должна входить во фронтовое устройство  свободно  с  равномерным  зазором  по  окружности. У горизонтальных камер сгорания часто имеет место выгорание каолиновой ваты внутренней изоляции переходного патрубка, о чем свидетельствует покраснение до малинового цвета наружного корпуса патрубка. В этом случае в патрубок добавляется изоляция. Для этого необходимо старую вату удалить на расстояние 600—700 мм от фланца, оставшуюся вату утрамбовать, добавить новую и утрамбовать ее. Часть патрубка оставляется пустым на размер матов, устанавливаемых заподлицо с фланцем. При установке патрубка на место выдержать равномерный зазор 8 ÷ 10 мм. У автомобильных свечей, применяемых в запальных устройствах камер сгорания, зазор между контактами должен быть равным 1,5—2 мм. Во время ремонта камера сгорания должна быть надежно отглушена от трубопроводов топливного газа.

5.8. Ремонт турбодетандера

Ремонт подшипников и роторов подробно описан в соответствующих параграфах. Для шлифования шеек ротора на токарном станке мелким шлифовальным полотном с маслом рекомендуется приспособление (рис. 5.19). При наблюдавшейся вибрации турбодетандера или после замены лопаток ротор необходимо отбалансировать на балансировочном станке ВМ-300 (ВМ-500) или статически - на двух параллельных, строго выверенных в горизонтальной плоскости, балансировочных ножах.

Рис. 5.19. Зажимы для шлифования шеек вала трубодетандера на токарном станке.

1 — транспортерная лента или кожа; 2 — шлифовальная шкурка.

На зубьях шестерни расцепного устройства зачистить имеющиеся забоины, задиры и поправить фаски. В случае заеданий шестерни при осевых перемещениях необходимо отремонтировать или заменить шпонки. Причина заеданий обычно заключается в задирах в пазах шестерни и на шпонках. При снятии и насадке шестерни для ремонта шпоночного соединения стопорное ограничительное кольцо рекомендуется нагреть до 150—200°С.

Особенно внимательно следует отнестись к ремонту угольного уплотнения турбодетандера, так как от его состояния зависит нормальная работа узла. Торцы угольных колец должны плотно прилегать к поверхности корпуса уплотнения и свободно, без заеданий, перемещаться в радиальном направлении. Причины заеданий устранить. Пружины, пораженные коррозией и имеющие остаточную деформацию, заменить на новые. Угольные кольца, имеющие трещины и выкрашивания на внутренней расточке, заменяют на новые в такой последовательности.

1. Плоскости разъема подогнать до плотного их прилегания.

2. Полукольца с пружинами собрать и расточить до размера, равного наружному диаметру уплотнительной втулки ротора минус 0,5—1,5 мм. Во избежание повреждения кольцо при проточке зажимать в патроне станка очень осторожно. Базовой поверхностью при выверке кольца являются торцы и наружный диаметр. Выверка производится с точностью 0,05 мм.

3. Вырезы в полукольцах пригнать под стопорные планки согласно маркировке так, чтобы планки устанавливались заподлицо с разъемом (рис. 5.20).

Рис. 5.20. Подгонка стопорной планки уплотнения турбодетандера.

1 — угольное    полукольцо;    2 — планка.

4. Установить планки в корпус уплотнения согласно маркировке, измерить расстояние а от края планок до расточки корпуса и расстояние между планками б (рис. 5.21). По данным этих измерений подогнать пазы в полукольцах по глубине так, чтобы обеспечить возможность горизонтального перемещения кольца на 0,2—0,6 мм. .

Рис. 5.21. Установка и центровка стопорных планок.

5. Установить и закрепить пружиной за планки угольное полукольцо.

6. Проверить плавность перемещения полукольца в обойме в радиальном направлении

7. Аналогичным способом смонтировать остальные полукольца.

8. Установить нижнюю половину уплотнения в корпус турбодетандера, установить ротор, верхнюю половину уплотнения, накрыть крышку турбодетандера, разъем обжать штатным крепежом.

9.  Притереть угольные кольца по уплотнительной втулке  путем вращения ротора, которое можно осуществить сжатым воздухом или приспособлением, представляющим собой пневмодрель и муфту — переходник к расцепной шестерне.

Ремонт лопаточного аппарата турбодетандера. 

Забоины и заусеницы на сопловом аппарате и бандажных лентах направляющих аппаратов зачистить напильником и шлифовальной шкуркой. Обнаруженные трещины на направляющих лопатках и бандажных лентах запаивают серебряным припоем ПСР-45 с последующей зачисткой после пайки.

Замену рабочих лопаток турбодетандера ведут в следующем порядке. Сначала напильником или шлифовальной машинкой спиливают навал шипов в местах расклепки и снимают бандажные сегменты. Стопорные штифты замковых вставок высверливают и лопатки выводят из ручья диска. Дефектные лопатки выбраковывают. Пазы диска и лопатки тщательно очистить от загрязнений, затем пазы смазать глицерином или касторовым маслом. Взамен поврежденных подобрать новые лопатки, хвосты всех лопаток в комплекте подогнать друг к другу по краске. Лопатки завести в пазы, разметить, просверлить и развернуть отверстие под стопорные штифты, установить штифты и расчеканить диск в местах установки штифтов.

Перед установкой бандажную ленту необходимо разметить по шипам, затем ручным прессом пробить отверстия под шипы. Заусеницы у основания шипов и на бандажной ленте зачистить опиловкой. Сегменты бандажей надеть на лопатки легкими ударами молотка массой 300—600 г через деревянную прокладку. Для облегчения насадки бандажной ленты на шипы допускается распиловка отверстий на 0,2—0,3 мм. Сегменты бандажей устанавливают таким образом, чтобы замковые лопатки располагались в середине пакета. После насадки бандажной ленты шипы расклепать молотком через специальную оправку. Расклепку шипов необходимо выполнять очень аккуратно, не допуская образования трещин в местах расклепки. После расклепки шипов бандажи протачивают на токарном станке для обеспечения нужного осевого зазора.

Замена направляющих лопаток турбодетандера производится аналогично рабочим с той только разницей, что направляющие лопатки набираются сегментами.

5.9. Ремонт валоповоротного устройства

При ремонте валоповоротных устройств обычно приходится заменять дефектные резиновые пальцы муфты, опиливать и пришабривать зубья шестерни-гайки, заменять шестерню-гайку, червячную пару и шарикоподшипники, уплотнительные кольца, настраивать конечный выключатель. Резиновые пальцы муфты обычно заменяют при проведении плановых ремонтов через 7—8 тыс. ч работы турбоагрегата. Они изготавливаются из резинового шнура диаметром 8 мм. Задиры, забоины, заусеницы на зубьях шестерни-гайки зачищаются шабровкой и опиловкой личным напильником. При этом торцовой поверхности шестерни-гайки придается скругленная, несколько конусная форма для обеспечения плавности зацепления с шестерней ротора.

При зачистке зубьев следует обратить внимание на сохранность одинаковой толщины зубьев и контакта в зацеплении. При наличии на поверхности червяка и червячной шестерни глубоких царапин и любых трещин червячную пару меняют. При установке новой червячной пары нужно по краске проверить прилегание зубьев, зазор в зацеплении, бой шестерни, который не должен превышать 0,02—0,04 мм. Размеры зазоров и прилегания зубьев приведены §2.6, а также  в рабочих чертежах и паспорте турбоагрегата.

При отсутствии правильного касания в зацеплении зубьев, если добиться его невозможно перемещением шестерни, а также при наличии неровностей на рабочих поверхностях зубьев последние пришабривают. После достижения нормального зацепления зубьев производится обкатка пары с помощью пасты ГОИ. Применять для этой цели наждачный порошок запрещается, так как зерна наждака впрессовываются в рабочую поверхность зубьев и вызывают ускоренный износ червячной пары при эксплуатации. При сборке пары проконтролировать соблюдение радиального и осевого зазоров.

В случае замены шестерни-гайки производится подгонка шлицевого соединения для свободного перемещения шестерни. Шестерня-гайка должна надежно удерживаться в зажимах.

Шарикоподшипники валоповоротного устройства заменяют в случае разрушения или износа, признаком которого является увеличение радиальных зазоров. После сборки валоповоротное устройство необходимо опробовать в работе. Перед опробованием настраивают конечный выключатель и проверяют действия рукоятки. При включении и отключении валоповорота рукояткой не должно быть заеданий.

5.10. Ремонт регенераторов

До начала ремонтных работ проверяются опоры регенератора на плотность и равномерность прилегания к основаниям. В случае неполного или неравномерного прилегания выполняют необходимый ремонт опорных поверхностей, при необходимости заменяют шариковые опоры.

Путем отсасывания воздушным инжектором очистить регенератор от заносов грязи, ржавчины, окалины и т. п. Обнаруженные трещины в корпусе и в местах приварки спаренных листов к гребенке воздухоподогревателя заваривают по следующей технологии. Концы выявленных травлением трещин засверлить. Высокооборотной шлифовальной машинкой с узким кругом выбрать место трещины до здорового металла. Полнота выборки трещин определяется травлением. Угол скоса кромок при выборке трещин должен быть 10—30° при овальном основании разделкой с шириной его не менее 10 мм. Выборки, подготовленные к заварке, не должны иметь острых углов и резких переходов. Трещины заваривают электродами типа ЭА-15 марки ЦТ-15 (ГОСТ 10052-75). Сварочный ток выбирается в зависимости от диаметра электрода.

Диаметр электрода, мм	Ток сварки, А
3	80—100
4	100—140
5	150—180

Сварку ведут узкими валиками без перегрева прилегающих к ним мест. Высота валика должна быть не более 5 мм, а ширина не более трех диаметров электрода. В процессе сварки тщательно осматривают зону сплавления шва с основным металлом на отсутствие в ней трещин. Контроль осуществляется травлением шлифованной поверхности. Особенно внимательно необходимо отнестись к заварке трещин в местах сварки листов с гребенкой, в связи с опасностью прожога тонких листов пакета. В этом случае сварка небольшим сварочным током начинается от тела гребенки, сварной шов постепенно участками около 50 мм ступенчато накладывается на трещину в тонких местах.

При прогаре пакетов и больших утечках воздуха регенератор ремонту не подлежит и должен быть заменен новым.    

Высокое качество при сварке тонких парных листов пакетов дает применение аргонно-дуговой сварки. Поэтому применение этого метода сварки предпочтительно.

После окончания сварочных работ регенератор еще раз опрессовывается. После окончания ремонта заглушки снимают и собирают фланцевые соединения. Корпус регенератора должен быть надежно защищен теплоизоляцией согласно проекту. Повреждение теплоизоляции вызывает неравномерность охлаждения отдельных элементов регенератора, что способствует образованию трещин.

5.11. Ремонт маслосистемы.

Под ремонтом маслосистемы подразумевается ремонт маслобака, маслоохладителей, пускового и резервного маслонасосов, насосов уплотнения, запорной арматуры (вентили, краны, задвижки, обратные клапаны), маслопроводов регулирования, смазки и уплотнения, сливных трубопроводов, инжекторов.

При ремонте маслосистему очищают от шлама и других отложений. Способы очистки подробно описаны в § 5.6. После разборки и зачистки фланцевых соединений проверить параллельность фланцев. При наличии перекоса фланцы выравниваются путем подогрева трубы с выпуклой стороны вблизи фланца на 300—400°С.

После остывания еще раз проверить параллельность фланцев. Если параллельность не восстанавливается, то фланцы припилить и пришабрить. Трубу после подогрева или опиловки необходимо изнутри очистить.

Сборка маслопроводов после очистки и ремонта производится на прокладках из прокладочного картона марки А (ГОСТ 9347-74), промазанных шеллаком или бакелитовым лаком. Внутренние диаметры прокладок вырезают больше диаметра зеркала фланца на 2—3 мм. Во избежание попадания шеллака или бакелита в трубопровод необходимо вокруг внутреннего диаметра оставить несмазанной полоску шириной 4—5 мм.

Ремонт маслобака. Сетки фильтров запаять в местах разрывов. При больших повреждениях сетки заменить на новые. При установке сетки на рамку необходимо, чтобы она плотно прилегала к рамке. Поврежденные уплотнения крышек люков маслобака заменить. Сделать ревизию всего крепежа крышек люков. При обжатом крепеже люков маслобак должен быть герметичен.

Ремонт маслоохладителя. При ремонте маслоохладителей в основном приходится ремонтировать трубные пучки. Выявленные при опрессовке дефектные трубки с трещинами частично или полностью заменяют. Допускается эксплуатация маслохолодильников с числом отглушенных трубок, составляющим не более 8% от общего числа. Трубки заглушают с обеих сторон в трубных досках конусными пробками, изготовленными из меди, алюминия, латуни или мягкой стали.

При неплотности между трубками и трубной доской завальцевать эти трубки роликовой вальцовкой или специальными оправками—вальцовками—с диаметром d трех размеров: 12,4; 12,8 и 13,2 мм (рис. 5.22), которыми пользуются последовательно, начиная с меньшего. Оправки изготавливают из инструментальной стали марки У7 или У8 и закаливают в масле с последующим отпуском при температуре 225°С.

Рис. 5.22. Оправка для вальцовки трубок маслоохладителей.

Отложения солей и другие загрязнения трубки с внутренней стороны (водяная полость) очищают механическими способами, которые подробно описаны в § 2.7. После очистки секцию опрессовать.

Трубки маслоохладителей заменить в такой последовательности:

1) высверлить завальцованные концы трубок в трубных досках;

2) вынуть дефектные трубки;

3) способом развертывания очистить в трубных досках отверстия;

4) заготовить новые трубки;

5) трубки установить в пучок и развальцевать.

Во избежание повреждения отверстий в трубных пучках сверло выбирают на 0,4—0,5 мм меньше диаметра отверстия доски. После высверловки трубку выбить через круглую выколотку. Перед установкой новой трубки отверстие в трубной доске необходимо зачистить до металлического блеска и обработать разверткой, так как наличие грязи, заусениц, забоин, окалины и т. п. может ухудшить качество развальцовки и снизить герметичность соединения. Длина новых трубок выбирается с учетом удлинения при развальцовке на 1,5—2 мм короче действительного размера.

Новые трубки в трубных досках вальцуют специальными роликовыми вальцовками, принцип работы которых заключается в раскатывании внутренней поверхности трубок стальными калеными роликами, прижимаемыми к стенкам конусным веретеном. Вальцовки вращаются тихоходной пневмодрелью. Развальцовка трубок требует определенных навыков и опыта, так как при чрезмерном усилии на вальцовку на концах трубок могут образоваться

трещины.

После развальцовки концы новых трубок должны выступать над трубной доской на 0,2—0,3 мм. Для подрезки трубок используются тупо заточенное сверло или напильники. Выступающие концы трубок после подрезки для обеспечения плотности необходимо разбортовать оправкой.

После окончания этих операций все трубки пучка продуть сжатым воздухом для удаления опилок и стружки. Для определения плотности  соединения  внутренней  крышки    маслоохладителя    и плотности водяной полости трубного пучка необходимо провести гидравлические   испытания.   Внутренняя   крышка   соединяется   с трубной доской по рискам на прокладке из паронита. Шайбу под головки болтов изготовляют из красной меди и отжигают. Между фланцами поставить резиновую прокладку. Для опрессовки пучка используют крышку маслоохладителя, оборудованную манометром и вентилем с трубкой для подвода воды. Трубный пучок заполняют водой и опрессовывают давлением 4 кгс/см2 в течение 20— 30 мин. При отсутствии протечек, не снимая внутренней крышки, установить трубный пучок в корпус маслоохладителя на прокладках из картона или паронита и подсоединить к маслопроводам.

Ремонт винтового маслонасоса. Мелкие царапины на винтах и баббитовой заливке корпуса насоса зачистить шабером и мелкой шлифовальной шкуркой. Шейки винтов шлифуют на токарном станке. При наличии выработки подпятников заменить их новыми.

Винты с задирами на винтовой нарезке и шейках заменить новыми. В случае обнаружения отслаивания или выкрашивания баббита, а также увеличенных зазоров весь насос в сборе необходимо отправить на ремонт на завод или кустовую ремонтную базу с приложением дефектной ведомости.

Перед сборкой насоса винты смазать маслом и вставить в корпус только по маркировке. Измерить зазоры в зацеплении винтов и по окружности. Установить торцовую крышку с подпятниками и самоподжимные сальники, проверить и убедиться в свободном вращении винтов от руки.

В блоке клапанов насосов проверить плотность прилегания предохранительного и обратного клапанов. При необходимости притереть их с применением алмазной притирочной пасты. Пружины с трещинами заменить на новые. Собранный насос опробовать. Он должен развивать требуемые подачу и напор и не иметь утечек.

Ремонт пускового и резервного маслонасосов. Нарушение нормальной работы лопастных насосов проявляется в снижении их подачи, в скачках развиваемого напора, в появлении повышенного шума и стука. Наибольшему износу обычно подвергаются ротор, лопатки, сальники, подшипники.

Корпус насоса при ремонте очистить внутри и снаружи, все детали промыть и продуть сжатым воздухом. Износ отдельных мест внутренней полости корпуса устраняется наплавкой металла с помощью электросварки с последующей пригонкой под чертежный размер механической обработкой. Риски, забоины и вмятины на плоскостях разъемов устраняют зачисткой шабером. При эксплуатации насосов возможен износ шеек, искривление или поломка вала. Искривление вала происходит в результате выхода из строя подшипников или ударов частей ротора о неподвижные детали насоса.

Износ шеек валов может происходить из-за появления рисок, задиров, коррозионных каверн, отсутствия смазки и по другим причинам с последующим выходом из строя подшипников. Поломка вала, как правило, наблюдается в местах перехода вала с диаметра посадочного места на диаметр шейки вала. Поломка происходит в результате концентрации местных напряжений. Поломанные валы заменяют на новые.

Восстановление изношенных шеек вала в зависимости от степени износа осуществляется следующими способами: до 0,3 мм — электролитическим хромированием; от 1,5 до 2,0 мм — электролитическим железнением; от 2,0 до 3,0 мм—ручной газовой или электродуговой наплавкой.

Нарушенная резьба на валу восстанавливается резцом. Если повреждения значительны, то этот участок вала протачивают до основания резьбы, затем наплавляется, обрабатывают и нарезают новую резьбу. Поврежденные рабочие колеса заменяют. Уплотнительные резиновые кольца при эксплуатации теряют эластические свойства или набухают. Поэтому при проведении ремонта насосов дефектные кольца следует заменить.

В случае увеличения зазоров в подшипниках или отставания баббита подшипники необходимо перезалить и подогнать под шейку вала, а также устранить прочие мелкие дефекты. Собрать насос; при сборке проконтролиро-вать установку трубки для подвода смазки к верхнему подшипнику. Провернуть ротор от руки и убедиться в свободном вращении. Насос продуть и установить на место. Опробовать работу насоса под нагрузкой. Хорошо отремонтированный насос работает без шума, без утечек масла, создает стабильные подачу и напор по паспорту. Данные геометрических размеров деталей насоса до и после ремонта записать в формуляр.

Ремонт шестеренчатого маслонасоса. У шестеренчатых насосов изнашиваются     корпус, крышка, шестерни, втулки и резиновые уплотнения. У корпуса насоса сильнее изнашивается стенка    со стороны камеры всасывания. Износ корпуса приводит к нарушению   соосности   деталей   насоса.   Шестерни   и   втулки   начинают работать с перекосом, вследствие чего их торцовые поверхности интенсивно изнашиваются.  

Одним  из    способов    восстановления корпуса является ремонт методом гильзовки. При этом способе колодцы корпуса фрезеруют до выведения износа. Гильза, отлитая из алюминиевого сплава в кокиле, обрабатывается и запрессовывается в корпус насоса. Перед запрессовкой гильзы на обезжиренные ацетоном боковые поверхности колодцев корпуса и наружную  поверхность  гильзы наносится     шпателем    тонкий слой (1—1,5 мм)  эпоксидной композиции. После выдержки корпуса в печи при температуре 120°С в течение 2 ч гильзы растачивают под необходимый размер. Поверхность насоса очистить от подтеков и излишков эпоксидной композиции. Если нет специальной печи, то отвердение  эпоксидного  состава  происходит  при  20°С  не  менее 3 сут. Качество покрытия при этом ниже.

Увеличенная глубина колодцев — второй крупный дефект корпуса. Уменьшить глубину колодцев можно следующими способами:

1) заливкой баббитом дна колодцев с последующим фрезерованием слоя баббита торцовой фрезой;

2) заливкой эпоксидной композицией дна колодцев;

3) фрезерованием привалочной плоскости соединения корпуса с крышкой.

Крышку пришабривают к корпусу. При этом металл снимают с тела крышки. Снимать металл с тела корпуса не рекомендуется. Шестерни шестеренчатых насосов изготавливают из легированной стали, зубья шестерен цементированы на глубину 0,9—1,5 мм и закалены до твердости HRC 58—62. При работе шестерни изнашиваются по наружному диаметру и линии зацепления зубьев, по торцовым поверхностям и по цапфам. Ведущая шестерня испытывает большие нагрузки, чем ведомая, поэтому и износ ее больше, чем ведомой шестерни. Шестерни со значительным износом выбраковывают. При износе в пределах термообработанного слоя шестерни восстанавливают на ремонтные размеры шлифовкой. Сначала шлифуют цапфы и зубья по наружному диаметру, а затем на плоскошлифовальном станке — торцовые поверхности шестерен. Втулки при износе внутренней поверхности заменяют на новые. При износе наружной поверхности втулки восстанавливают осадкой в корпусе или в крышке. Уменьшение высоты втулки при осадке компенсируют напрессовкой шайбы из алюминия или бронзы. Можно восстанавливать втулки наплавкой баббита или латуни. Используется также восстановление размеров втулок нанесением эпоксидной композиции.

Перед сборкой детали насоса промывают в керосине, продувают сжатым воздухом и смазывают маслом. Шестерня с валиками устанавливается во втулки (подшипники) корпуса. При этом должно обеспечиваться свободное проворачивание шеек валов. Радиальные зазоры между шейками валов и втулками должны быть в пределах 0,1 мм. Затем нужно отрегулировать осевой зазор; если зазор велик (более 0,1 мм), то уменьшить его шабрением торца корпуса насоса. Если зазор менее 0,05 мм, то установить под крышку прокладку из кальки (0,04—0,05 мм).

Прилегание зубьев проверяется по краске, разведенной керосином. Краска наносится тонким слоем только на зубья ведущей шестерни. Крышку устанавливают на шеллаке или с прокладкой из плотной промасленной чертежной бумаги, далее устанавливают сальники. Насос опробуют сначала вручную; поворачивая ведущую шестерню проверяют легкость хода и отсутствие задеваний торцов шестерен о корпус. После подсоединения электродвигателя насос испытывают на подачу и давление.

Ремонт запорной арматуры. Запорная арматура притирается и проверяется на плотность. Плотность запорных устройств проверяется на «карандаш» или гидравлической опрессовкой. Клапан к седлу притирают по месту при помощи притирочных порошков или паст. При сильной коррозии или забоинах поясков контактирующих поверхностей (зеркала) седла или клапана их надо проточить на станке, после чего притереть по месту.

При разработке отверстия, находящегося на крышке вентиля ниже сальниковой камеры, наблюдается проваливание сальниковой набивки. Этот дефект устраняют растачиванием отверстия в крышке и запрессовкой в него втулки, которую крепят двумя шпильками.

1.  Центровка роторов

Центровка роторов — комплекс слесарно-сборочных операций, направленных на обеспечение соосного расположения роторов (рис. 5.23, I) при работе агрегата. Роторы могут быть расцентрованы по окружности (рис. 5.23, II)—оси роторов смещены параллельно друг друга, расстояние между торцами полумуфты одинаково; по торцу (рис. 5.23, III) — оси роторов скрещены, торцы полумуфт    не параллельны; одновременно по окружности и торцу    (рис . 5.23, IV).

Рис. 5.23. Состояния центровки роторов:

а — расцентровка  по радиусу,  b — расцентровка по торцу

Причины расцентровки разделяются на две группы.

Постоянно действующие: неравномерные температурные расширения

фундаментов и корпусов турбины и нагнетателя; всплытие роторов на масляной пленке; неравномерный износ баббитовой заливки подшипников; на редукторных агрегатах боковые усилия со стороны зубчатых колес.

Причины случайного характера: неравномерные усилия со стороны патрубков нагнетателя при неудовлетворительном состоянии лобовых опор, просадки опор, вырезки кранов и вибрации патрубков; перемещение выхлопной части турбины из-за неудовлетворительной регулировки опор; смещение корпуса турбины из-за нарушения при сборке сопряжения внутреннего и наружного корпусов и их деформаций, вследствие утечек продуктов сгорания и нарушения состояния тепловой изоляции.

Расцентровка приводит к вибрации роторов, задеваниям и износу лабиринтных уплотнений, ускорению износа подшипников, шеек роторов, зубчатых полумуфт, снижению межремонтного периода.

Причины   расцентровки   первой   группы   возникают после пуска агрегата и его работы под нагрузкой. При остановке и остывании турбины и фундамента  ротора каждый раз занимают   исходное   положение.   Поэтому влияние  причин  первой группы  необходимо устранять путем предварительной расцентровки роторов в нерабочем положении на такую величину, которая обеспечит в рабочем состоянии соосное расположение роторов. Величину предварительной расцентровки необходимо устанавливать индивидуально для каждого агрегата исходя из рекомендаций завода-изготовителя, опыта эксплуатации или экспериментальным путем.  Изменения центровки под влиянием   причин   второй   группы необратимы и непредсказуемы, поэтому для предотвращения  возникновения  этих  причин  необходимо  строго выполнять технические требования к монтажу и сборке агрегатов.

При обнаружении в процессе длительной эксплуатации неравномерных осадок фундаментных колонн турбины и нагнетателя необходимо провести корректировку центровки. Размеры и скорость осадок контролируют с помощью гидростатического уровня или по изменению уклона шеек роторов, определяемого с помощью уровня «геологоразведка». Основной критерий правильно выполненной центровки роторов — длительная безвибрационная работа узла ТНД — промвал — нагнетатель.

Подготовительные работы включают проверку состояния центровки перед началом ремонта на полностью собранном и остывшем агрегате и после ремонта при полностью собранном агрегате. Предремонтная проверка позволяет сравнить положения роторов в конце и начале межремонтного периода и оценить размеры необратимой расцентровки, вызванной остаточными деформациями и необратимыми перемещениями корпусов и фундамента. При послеремонтной проверке состояния центровки, предварительно, с помощью щупа, по краске или по натирам убеждаются в плотности прилегания шеек роторов к баббитовой заливке подшипников и вкладышей подшипников к расточкам корпуса.

Методика измерения и расчета расцентровки до и после ремонта одна и та же.

Снимают промвал и устанавливают приспособление для измерения центровки. На одном из валов (обычно со стороны нагнетателя) закрепляют центровочную скобу (рис. 5.24).

Рис.  5.24. Центровочная скоба

В журнал ремонта и формуляр записывают место установки скобы, например скоба установлена на роторе нагнетателя. Это позволит в дальнейшем определить относительное расположение роторов при расцентровке. На скобе закрепляют два индикатора или, в случае использования плоскопараллельных концевых мер или щупа, вворачивают два винта. Для использования минимального числа пластин (щупа) зазоры а и в устанавливают в пределах 0,3—0,4 мм. На обоих фланцах приспособления напротив друг друга через 90° наносят по четыре риски.

В начальном «нулевом» положении замеряют и записывают зазоры между торцами приспособления: сверху — вв, слева — вл, справа — вп, снизу — вн и относительное радиальное смещение в верхнем положении скобы — ав. «Левое» и «правое» положения определяют, если смотреть со стороны турбины на нагнетатель, т. е. на ротор, на котором установлена скоба. Поворачивая одновременно оба ротора в направлении рабочего вращения, через 90, 180, 270 и 360° повторяют замеры. Замер при 360° является контрольным, подтверждающим замер при 0°. При невозможности замера нижних зазоров их определяют расчетным путем: вн=(вл + вп—вв); ан=(ал+ап)—ав. Результаты измерений заносят или в кружки (рис. 5.25,а), или в таблицу (табл. 5.1).

Рис. 5.25.  Формы записи  результатов измерения центровки:

а—последовательность записи при различных положениях роторов; б — расположение подшипников (стрелки показывают направление вращения ротора)

По результатам четырех измерений по торцу для каждого из четырех положений роторов подсчитывают средние арифметические значения: ввср= (вв1+ вв2 + вв3+ +вв4)/4;   влср=(вл1 + вл2 + вл3 + вл4)/4 и т. д. Полученные значения приводят к нулю, для чего из четырех значений а и в вычитают табличные значения. При правильно выполненных замерах обязательно соблюдаются следующие равенства: ал+ ап = ав + ан  и вл+ вп = вв + вн.  При отклонении величин в указанных соотношениях более 0,02 мм замеры повторяют.

Таблица  5.1

Запись результатов измерения центровки роторов ТНД (РТ) и нагнетателя (РН), мм

Положение роторов	Торец	Окружность
	вв	вл	вн	вп	ав	ал	ан	ап
0°	0,18	0,32	0,34	0,20	0,54	--	--	--
90°	0,28	0,45	0,32	0,15	—	0,36	—	—
180°	0,48	0,42	0,18	0,24	—	—	0,28	—
270°	0,38	0,32	0,24	0,30	—	—	—	0,46
360°	0,18	0,32	0,34	0,20	0,54	—	—	—
Средние значения	0,33	0,38	0,27	0,22 (min)	0,54	0,36	0,28 (min)	0,46
Приведенные значения	0,11	0,16	0,05	0,0	0,26	0,16	0	0,18

Следует обращать внимание на следующие возможные причины появления погрешности: ошибка в подсчете суммарной толщины пластин щупа; неодинаковые усилия и различная глубина введения щупа; неисправность или ослабление крепления индикатора и приспособления; деформация скобы из-за ее недостаточной жесткости; наличие неровностей или забоин в местах замеров.

По полученным значениям определяют величины расцентровок:

по окружности в вертикальной плоскости (авпр— анпр)/2 и горизонтальной (алпр—аппр)/2;  по торцу в вертикальной плоскости ввпр—внпр и горизонтальной влпр—вппр.

Допустимые отклонения по окружности составляют не более ±0,05 мм, по торцу — не более ±0,02 мм (при D=260 мм). Если расцентровки превышают допуски по окружности не более 0,2 мм и по торцу — 0,05 мм, расцентровку устраняют смещением ротора ТНД благодаря перемещению вкладышей подшипников с контролем положения ротора по расточкам    корпусов.    

Если расцентровки превышают допуски по окружности от 0,2 до 2 мм и по торцу до 0,2 мм, расцентровку устраняют перемещением корпуса ротора    ТНД    в    вертикальной плоскости благодаря изменению толщины подкладок под лапы  и   в  горизонтальной — пригонки  горизонтальных и вертикальных шпонок. Если расцентровка превышает допуск — по окружности более 2 мм и торцу 0,2 мм при равномерных зазорах в проточной части, расцентровку устраняют  изменением   положения   корпуса нагнетателя.

При обнаружении задеваний в уплотнениях при значительной расцентровке по полумуфтам, а также в случае перезаливки и расточки подшипников при ремонте, положения роторов проверяют по расточкам корпусов.

Наиболее часто центровку исправляют смещением подшипников (рис. 5.26).

Для устранения расцентровок по окружности в вертикальной и горизонтальной плоскостях оба подшипника смещают соответственно на  На = ±(авпр—анпр)/2   и   L = ±(алпр—аппр)/2.   Для устранения расцентровки по торцу в вертикальной и горизонтальной плоскостях первый подшипник (ближний к полумуфте)   смещают   на   Н1в= ± (авпр—внпр)n/D;  L1в = = ±(влпр—вппр)n/D  и второй на   H2В = ± (ввпр—внпр) X x(m+n)/D;    L2B = ± (влпр—вппр) (т+n)/D,  

Рис  5.26.   Возможные относительные положения роторов  (а, б, в, г) и способы перемещения при центровке

где  п — расстояние между подшипником и полумуфтой ротора турбины;   т — расстояние   между   подшипниками   ротора турбины; D — расстояние между верхним и нижним положениями  полумуфт   при  замерах  зазоров  по  торцу (см. рис. 5.25,б).Перемещения подшипников в горизонтальной и вертикальной  плоскостях для одновременного устранения расцентровки по окружности и торцу определяют из выражений:   для   первого   подшипника  Н1 = ±Н1в ±На и L1 = ±L1B±La;  для   второго   Н2 =  ±Н2в ± На   и   L2=  ±L2в+Lа.

Рис  5.27.  Перемещение нижнего вкладыша подшипника при центровке

Перемещение подшипников при центровке проводят путем   изменения   толщин   прокладок   в   вертикальной плоскости    (рис.   5.27, а)    соответст-венно   под   боковыми и нижней колодками h = ±H sin α, h = ±H и в горизонтальной  (рис. 5.27,б)  под   боковыми   колодками   lл = ±L cos α,  ln = ± L cos α.

При одновременном перемещении подшипников в вертикальной и горизонтальной плоскостях подсчитывают алгебраическую сумму перемещения, т. е. (±h ± lл ) и  (±h ± lп ).

Для обеспечения при длительной эксплуатации неизменной  посадки подшипников в корпусе и, следовательно, предотвращения возникновения повышенной вибрации под установочные колодки устанавливают не более двух, обязательно стальных, калиброванных прокладок, прилегающих по всей опорной поверхности. После исправления центровки проводят контрольные разборку и сборку ТНД для проверки неизменности достигнутого положения роторов.

5.13. Ревизия и ремонт системы регулирования

Надежная и экономичная работа газотурбинной установки в значительной степени зависит от правильной работы ее системы регулирования. Работа системы регулирования определяется техническим состоянием ее деталей и узлов, качеством их сборки и зависит от настройки системы. К ревизии и ремонту системы регулирования, учитывая сложность конструкции и высокую степень точности и чистоты, предъявляются повышенные требования. Эту работу должны выполнять слесари высокой квалификации, имеющие необходимые знания и навыки. Перед началом работы необходимо хорошо изучить чертежи и описания,   дефектную ведомость   и   эксплуатационную  документацию,  отражающие   неисправности в работе узлов в межремонтный период.    Перед остановкой  турбины    в  ремонт    проверяют    и записывают давления масла и воздуха во всех узлах регулирования, размеры открытия клапанов, положений сервомоторов и пр.

До разборки узлов тщательно измеряют и записывают в формуляр все установочные данные по регулировочным винтам и нажимным гайкам. Эти данные сравнивают с аналогичными, полученными во время предшествующего ремонта. Крышки и фланцы для избежания путаницы при сборке узлов должны быть промаркированы. Рабочее место слесаря перед началом ревизии должно быть хорошо подготовлено. Для этого у блока регулирования устанавливается верстак с тисками, на котором раскладывают разбираемые узлы и детали. Под блоком регулирования ставят поддон из тонкого металлического листа для сбора сливаемого масла. Для промывки и смазки деталей подготавливают ванны с керосином и турбинным маслом. В достаточном количестве должны быть заготовлены салфетки с подрубленными концами для протирки деталей. Масло из системы сливается полностью.

Ремонт системы регулирования включает, как правило, разборку и чистку узлов и деталей регулирования, определение степени износа деталей, проверку зазоров, замену изношенных или поврежденных деталей новыми, восстановление необходимых зазоров и сборку. При ремонте и замене изношенных деталей новыми все подгоночные и сборочные работы выполняют очень тщательно. Перекос деталей, заедания, а также слабина и люфты в шарнирных и других сочленениях не допускаются. Все зазоры и допуски на сборку выдерживают точно, все детали закрепляют надежно, а если нужно, застопоривают.

Поверхности золотников и букс, крыльчаток и поршней сервомоторов не должны иметь царапин, забоин, заусенцев и других дефектов, которые устраняют шлифовкой мелкой шкуркой с маслом и притирочной пастой ГОИ. После окончания притирки паста ГОИ с поверхности детали удаляется. Отсечные кромки после шлифовки и притирки должны оставаться острыми, остальные кромки должны быть завалены.

Зазоры между золотниками и буксами, между поршнями и корпусами сервомоторов не должны быть слишком большими, так как это вызывает вредные и непроизводительные перетоки масла, или слишком малыми, так как это вызывает трение или заедание. При превышении паспортных зазоров детали заменяют.

В случае заеданий подвижных деталей необходимо их на месте притереть по пасте с последующим удалением следов пасты. Во время ревизии проверить пружины на отсутствие усталостных трещин. Пружины, имеющие трещины, глубокую коррозию на поверхности и остаточную деформацию, подлежат замене.

При проверке состояния деталей клапанов особое внимание обращают на то, чтобы штоки не были погнуты, на состояние рабочих уплотнительных поверхностей клапанов и седел и на зазоры между штоками и уплотнительными втулками, так как увеличенные зазоры вызывают утечки масла и газа, а недостаточные зазоры приводят к задеваниям. Погнутые штоки клапанов исправляют правкой. Плотность прилегания клапанов к седлам проверяют на керосин или на «карандаш». При проверке на карандаш на протертую насухо уплотнительную поверхность клапана наносят карандашом по всей окружности радиальные риски, клапан ставят на седло и поворачивают с небольшим давлением 2—3 раза на 1/8 окружности. При хорошей притирке карандашные риски стираются по всей окружности клапана.

Особенно тщательно необходимо отнестись к проверке на плотность стопорного и регулирующего клапанов, так как через них на неработающем турбоагрегате может поступать газ в камеру сгорания, газоходы и воздуховоды, что в свою очередь может привести к взрыву при пуске ГТУ. Ревизии подлежат также детали из резины и фторопласта. Дефектные детали необходимо заменить.

Плотность сильфонов проверяют керосином. При повреждении гофр сильфон заменяют, а при неплотности запаивают серебряным припоем ПОС-40 со специальным флюсом.

Все детали регулирования перед сборкой должны быть тщательно прочищены, продуты сжатым воздухом и смазаны турбинным маслом, в том числе и маслопроводы. Все отверстия отревизированных узлов должны быть закрыты от попадания в них посторонних предметов.

При установке прокладок фланцевых соединений шеллак наносится тонким слоем, так как при затяжке фланцев излишки его выжимаются внутрь масляной системы и попадают в зазоры подвижных деталей, резко снижая чувствительность регулирования. При неплотности соединений разъемов крышек и корпусов необходимо обеспечить прилегание их поверхностей. Проверка взаимоположения деталей при ревизии и сборке после ремонта, пуск и наладка системы регулирования производятся в соответствии с действующими заводскими инструкциями и информписьмами.

5.14. Ремонт теплоизоляции

Ремонт изоляции корпуса турбины. В случае повышенной темературы отдельных участков корпуса турбины необходимо произвести донабивку изоляции (каолиновой ваты) в этих участках. Для этой цели снимают изоляцию по разъему и утрамбовывают внутреннюю изоляцию металлическими стержнями до тех пор пока не закончится ее усадка. Донабивка производится небольшими порциями с последующей хорошей утрамбовкой тканью. Разъемы заделывают специальными жгутами, изготовленными из каолиновой ваты, обернутой дважды кремнеземистой тканью КТ-11, и поверх того сеткой № 0,4—0,2 (ГОСТ 3826 — 82) из аустенитной проволоки марки Х18Н9Т. Сетка прошивается такой же проволокой. Жгуты изготавливают длиной 600—800 и высотой 30—40 мм. Выступающая часть жгута над разъемом 5 — 10 мм. С помощью деревянного молотка цилиндрическому жгуту придают необходимую форму (для укладки по месту) с утоненным краем, который заводится под фланец вставки.

В верхней половине цилиндра жгуты прижимаются аустенитной проволокой 01 мм, укрепленной на специальных скобах, которые приваривают к вставке и цилиндру турбины через 200 мм в шахматном порядке.

Ремонт наружной теплоизоляции турбины, газоходов и воздуоводов. Тепловая изоляция высоконагретых поверхностей трубопроводов и узлов ГТУ предназначена для уменьшения тепловых потерь и создания благоприятных санитарно-гигиенических условий работы персонала. Для теплоизоляции узлов и газоходов ГТУ применяются следующие материалы:

1) вермикулит (для внутренней и наружной изоляции турбины) ;

2) минеральная вата (для изоляции газоходов);

3) асбест (листовой, шнуровой), асботкани АТ-6 и АСТ-1, AT-16 и др. (для изоляции трубопроводов небольших диаметров, компенсаторов, фланцев и для изготовления матов);

4) совелит (для изоляции воздухопроводов);

5) асбозурит-750 (для нанесения штукатурного слоя поверх изоляционных материалов);

6) листовой алюминий, оцинкованное кровельное железо (для наружного защитного покрытия теплоизоляции).

Вермикулит (ГОСТ 12865—67) — сыпучий зернистый материал чешуйчатого строения, получаемый в результате обжига природных гидратированных слюд. Выпускается фракциями 5—10 мм (крупная), 0,6—5 мм (средняя) и менее 0,6 мм (мелкая). В зависимости от объемной насыпной массы (100, 150 и 200 г/м3) подразделяется на марки 100, 150 и 200. Коэффициент теплопроводности вермикулита этих марок составляет при температуре 25°С от 0,066 до 0,066 ккал/(м∙ч∙°С) Применяется для теплоизоляции при температуре изолируемых поверхностей от —260 до +1100°С.

Минеральная вата — теплоизоляционный материал, состоящий из тончайших гибких стеклоннлных волокон, получаемых при распылении жидкого расплава шихты и металлургических топливных шлаков, горных пород или других силикатных материалов. Теплоизоляционные свойства минеральной ваты обусловливаются наличием воздушных пор (до 95% от общего объема материала), имеющихся между волокнами. В зависимости от исходного сырья вату разделяют на минеральную (ГОСТ 4640—84), изготовляемую из минералов горных пород, и стеклянную (ГОСТ 19249—73), изготовляемую из стекольной шихты. В зависимости от объемной массы минеральная вата подразделяется на три марки: 75, 100 и 125. Коэффициент теплопроводности соответственно равен 0,036, 0,0318 и 0,040 ккал/(м∙ч∙°С) при 25РС. Предельная температура использования минеральной ваты ШГС.

Шнуры асбестовые (ГОСТ 1779—83)—теплоизоляционное изделие, применяемое при температуре до 400°С; выпускаются диаметром от 3 до 30 мм в бухтах массой 30--60 кг; коэффициент теплопроводности 0,17 ккал/(м∙ч∙°С) при 0 °С; объемная масса шнура до 700 кг/м3.

Картон асбестовый (ГОСТ 2850—80)—материал, изготавливаемый из хризолитового асбеста; коэффициент теплопроводности 0,175 ккал/(м∙ч∙°С) при 0° С. Объемная масса до 1400 кг/м3; выпускается листами размером 900X900, 900 X 1000, 1000 Х 1000 мм и толщиной 2—10 мм, максимальная рабочая температура 600°С.

Асбестовая ткань (ГОСТ 6102—78)—полотно из асбестовых нитей толщиной 1,4—3,5 мм. Выпускается 14 марок, отличающихся плотностью и количеством хлопкового волокна. Для изоляции ГТУ применяют марки АТ-6, AT-16, АСТ-1 с рабочей температурой до 500° С. Объемная масса до 600 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,11 ккал/(м∙ч∙°С) при 0° С.

Совелитовые плиты (ГОСТ 6788—74) изготовляют прессованием и сушкой пластичной гидромассы, состоящей из смеси основных углекислых солей магния и кальция с распушенным асбестом. Предельная температура применения 500°С. В зависимости от объемной массы выпускаются две марки изделий: 350 и 400. Коэффициент теплопроводности при 25°С от 0,071 до 0,074 ккал/(м∙ч∙°С) Выпускаются листами размером 500x170x30 (40, 50, 60) мм.

Стеклянная вата (ГОСТ 19249—73)—волокнистый материал, получаемый из расплавленной стекломассы вытягиванием через фильеры или раздувом. Применяется для изготовления стекловатных матов при рабочей температуре до 450°С. Объемная масса стекловаты составляет 130 кг/см3. Коэффициент теплопроводности при 100° С равен 0,064 ккал/(м∙ч∙°С)).

Асбозурит (ТУ130—63 Госмонтажспецстроя) — порошкообразный материал, представляющий собой смесь 15% асбеста и 85% диатомита (или трепела) и применяемый при изготовлении мастик для изоляции горячих поверхностей с температурой до 900° С. Объемная масса 450—950 кг/м3. Коэффициент теплопроводности 0,08—0,22 ккал/(м∙ч∙°С) при 100° С.

Алюминий листовой (ГОСТ 21631—76) и листы алюминиевых сплавов применяют для наружного защитного покрытия теплоизоляции. Ширина листов 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1500, 2000 мм. Листовой алюминий выпускается также в рулонах массой 3—5 т. Листы выпускаются отожженные, нагартованные и горячекатаные толщиной 0,5—1 мм. Преимущественное применение имеют наиболее коррозионностойкие листы марки А1-Н толщиной 0,6,  0,8, 1,0 мм.

При ремонте теплоизоляции ГТУ применяется следующая технология.

Вермикулитовая мастика используется для изоляции корпусов и выхлопных патрубков газовой турбины. Для приготовления мастики вермикулит обжигают, просеивают через сито с сеткой № 10 и смешивают в объемном соотношении 6:1 с глиноземистым цементом марки 400. Перед нанесением мастики к изолируемой поверхности привариваются крючки Ø 3—4 мм из аустенитной стали. Смешивая смесь вермикулита и цемента с водой, получают мастику густоты штукатурного раствора, которую небольшими порциями наносят на изолируемую поверхность до получения слоя необходимой толщины. Для защиты теплоизолирующего слоя из повреждений сверху плотно натягивается металлическая сетка из проволоки Ø 1,5—2 мм с ячейками 20x20 мм. Сетка крепится путем загибания заранее приваренных крючков. Затем на сетку наносится декоративный слой штукатурки, приготовленный из мелких фракций обожженного вермикулита с цементом. Поверх штукатурки наклеивается па жидком стекле слой стеклоткани, на который после высыхания изоляции для придания эстетичного вида наносят краску, приготовленную из алюминиевой пудры на основе жаропрочных лаков.

Минеральная вата (шлаковата, стекловата) применяется иногда при отсутствии совелитовых плит. Несмотря на относительную дешевизну ее по сравнению с изоляцией совелитовыми плитами и высокую производительность при нанесении, применять ее на ГТУ не рекомендуется из-за недолговечности эксплуатации. Под действием тепловых и вибрационных нагрузок она провисает и теряет эффективность теплозащиты.

Для нанесения изоляции сначала на очищенную от загрязнений изолируемую поверхность приваривают крючки из проволоки Ø 4—5 мм и длиной на 50 мм больше толщины изоляции. На этих крючках закрепляется металлическая сетка с зазором от изолируемой поверхности, равным толщине теплоизоляционного слоя. Изоляция ведется снизу вверх, поэтому и сетка монтируется последовательно участками. В зазор между сеткой и изолируемой поверхностью плотно ровным слоем набивается изоляция. Края сетки соединяются отожженной мягкой проволокой, а крючки загибаются над сеткой. Поверх сетки наносится слой вермикулитовой штукатурки, которая оклеивается стеклотканью. Изолированную поверхность покрывают кожухом, изготовленным из алюминиевых или кровельных оцинкованных железных листов.

Совелитовые плиты применяют для изоляции камер сгорания, горячих воздуховодов, газоходов, регенераторов. Для плоских поверхностей применяют прямоугольные, для труб — фасонные плиты. Перед укладкой плит к изолируемой поверхности приваривают штыри Ø 8—10 мм и крючки из проволоки Ø 4—5 мм для закрепления сетки. Плиты укладывают плотно одна к другой слоями. Количество слоев определяется проектными условиями. Стыки для плотности замазывают асбозуритовой мастикой. Каждый последующий слой должен перекрывать предыдущий на половину плиты в вертикальном и горизонтальном направлениях. Поверх последнего слоя натягивается и закрепляется штырями и крючками металлическая сетка, которая, удерживая совелитовые плиты, армирует штукатурку. На сетку наносят слой штукатурки из асбозуритовой мастики. Асбозурит замешивают на воде. После высыхания штукатурки поверх ее аккуратно внахлест наклеивают на жидком стекле стеклоткань.

Изолированную поверхность покрывают кожухом из алюминиевых или оцинкованных железных листов, которые крепят внахлест с перекрытием 30÷40 мм шурупами-саморезами (Ø 2,5÷3, длина 15÷30 мм).

Асбестовый шнур применяют для изоляции трубопроводов небольшого диаметра. Шнур навивают на трубу ровными слоями плотно виток к витку. На концах изолируемых участков шнур завязывают петлей и закрепляют проволокой. Каждый последующий слой навивают в направлении, противоположном нижнему.

  Поверх шнура и.изоляцию необходимо закрыть кожухом. Кожух помимо декоративного назначения предохраняет изоляцию от пропитки турбинным маслом и атмосферными осадками.

Маты из асбестовой ткани минеральной или каолиновой ваты применяют для изоляции фланцевых соединений и компенсаторов горячих трубопроводов. Для изготовления мата отрезают кусок асботкани нужного размера. Лучше всего для этого подходит асботкань АТ-6 или АСТ-1. На расстеленный отрезок асботкани ровным слоем толщиной 30÷50 мм укладывают вату; концы асботкани загибают на вату, а сверху накрывают другим куском асботкани. Оба куска прошивают в несколько рядов крест-накрест и по краям асбестовой нитью. На расстоянии 30÷50 мм один от другого и от края мата к нему пришивают металлические крючки, необходимые для соединения матов между собой.

6.   СБОРКА   И   ПРИЕМКА   ГТУ   ИЗ   РЕМОНТА

6.1.  Сборка узлов ГТУ. 

После окончания ремонта всех узлов производится сборка турбоустановки. Перед началом сборки необходимо убедиться, что все масляные каналы и трубопроводы плотно закрыты деревянными пробками и заглушками.

Нижние половины корпусов и картеры подшипников продуть сжатым воздухом. С помощью воздушного инжектора или промышленного пылесоса отсосать оставшийся мелкий мусор из труднодоступных мест. Затем установить в расточки корпусов, продув предварительно сжатым воздухом, нижние половины втулок (обойм) лабиринтных уплотнений.

Установить на свои места чистые нижние половины вкладышей. Перед установкой проверить, не закрыты ли масляные каналы во вкладышах под подушками. Продуть и установить на свои места нижние половины уплотнительных плавающих колец главного масляного насоса и импеллера, а также обоймы масляных уплотнений.

Роторы турбокомпрессора и ТНД перед укладкой в цилиндры продуть сжатым воздухом, шейки протереть и смазать турбинным маслом. Смазать маслом также баббит нижних половин вкладышей. Роторы поочередно застропить, выровнять по уровню и уложить в нижние половины корпусов.

Укладка роторов, так же как и закрытие цилиндров крышками, является чрезвычайно ответственной операцией, и должна происходить в присутствии инженерно-технического работника, ответственного за ремонт. На разъемах цилиндров не должно быть при этом инструмента и других посторонних предметов. Ротор после строповки приподнимают на 50—100 мм над козлами и с помощью уровня проверяют горизонтальность его оси. В строго горизонтальное положение ротор приводится изменением длины строп талрепами или другим способом в зависимости от конструкции грузозахватного приспособления. После проверки горизонтальности оси ротор приподнимают мостовым краном и переносят к цилиндру. Выставив его точно над осью цилиндра, осторожно опускают его прерывистыми плавными движениями на подшипники. При опускании ротора необходимо вести постоянный контроль за наличием осевых и боковых зазоров во всех ступенях лопаточного аппарата и в уплотнениях. Для предохранения от случайного попадания в проточную часть посторонних предметов, до закрытия цилиндров крышками проточная часть с роторами закрывается брезентом.

После укладки роторов в цилиндры производят сборку подшипников и уплотнительных обойм; при сборке подшипников обратить внимание на правильность укладки и отсутствие защемлений проводов термометров сопротивления.

Затем собирают уплотнительные кольца главного маслонасоса и импеллера. Крышки корпусов главного масляного насоса и импеллера монтируют на тонкий слой шеллака или бакелитового лака, разведенного на спирте, и обтягивают крепежом.

Обоймы масляных уплотнений и крышки подшипников также собирают на шеллаке. Устанавливают верхние половины втулок (обойм) лабиринтных уплотнений компрессора и турбины и обтягивают крепежом. Далее собирают турбодетандер, расцепное и валоповоротное устройства.

Крышка сервомотора расцепного устройства закрывается на тонком слое шеллака. Перед установкой торцовой крышки турбодетандера провернуть ротор и убедиться в отсутствии задеваний. Крышка закрывается по фланцевому разъему на тонкий слой свинцово-графитовой мастики. Заглушку с трубопровода подвода пускового газа снимают и регулируют реле осевого сдвига. Для этого нужно прижать ротор к рабочим колодкам и установить зазор 1,1 ± 0,05 мм между соплами и диском со стороны рабочих колодок. Аналогично выставить зазор по другому соплу, прижав ротор к установленным колодкам. Между соплом и диском вставить пластину толщиной 1 мм и проверить давление масла по электроконтактным манометрам. Проверить установку контактов на выдачу сигнала, свободу перемещения рычагов масляных выключателей и наличие паспортного   зазора между рычагами и головками автоматов безопасности.

После окончания всех перечисленных сборочных и наладочных операций необходимо сразу приступить к закрытию цилиндров крышками. Если в течение рабочего дня закрыть цилиндры не удалось по каким-либо причинам (например, неисправность мостового крана), то перед закрытием цилиндров, на следующий день, необходимо обязательно поднять роторы и убедиться в отсутствии в проточной части посторонних предметов. Перед закрытием турбины, через входной патрубок ТВД, делается пролаз в камеру сгорания для осмотра ее на отсутствие посторонних предметов. Работник, выполняющий пролаз, должен иметь защитную каску, переносную электролампу напряжением 12 В во взрывобезопасном исполнении, страховочную веревку и находиться под контролем не менее двух наблюдающих.

Разъемы цилиндров перед закрытием тщательно очищают шаберами, напильниками и шлифовальной шкуркой от старой мастики, от забоин и насухо протирают чистой салфеткой. Запрещается зачищать фланцы крышек на весу. Для этого крышки необходимо установить на прочные устойчивые козлы и поддерживать за стропы краном. Крышки при помощи уровня выставляют строго горизонтально.

Нижнюю половину разъема турбины и вертикальный фланец смазать каолино-асбестовой мастикой слоем толщиной 1,5—2 мм (40% просеянного порошка каолина и 60% асбестового волокна, прокаленного на противне в течение 1 ч при 900°С). Протертый и просеянный через сито № 35 асбест, смешанный с каолином, разводится жидким стеклом до консистенции густой сметаны. Чтобы мастика не попадала в отверстия под контрольные штифты и в воздухоподводящие отверстия вертикального фланца, необходимо оставлять полосу шириной 5-10 мм без мастики вокруг этих отверстий.

На  разъем  цилиндра  компрессора  наносят  свинцово-графитовую мастику  (40%  свинцового сурика, 40%    серебристо-чешуйчатого графита и 20%  свинцовых белил). Эта смесь разводится на вареной натуральной олифе    до консистенции    густой    сметаны. Для удаления влаги натуральная    олифа    нагревается в чистом сосуде до  110—130°С,  выдерживается  при этой температуре   1-2  ч  и интенсивно  перемешивается.  После  этого температуру повышают до 230—250°С и выдерживают олифу при этой температуре в течение 2—3 ч без перемешивания. Затем олифу, за исключением нижнего слоя, сливают в другой  чистый сосуд и снова подогревают до 250—270°С.   При этой температуре олифа выдерживается до тех пор, пока охлажденная проба его будет растягиваться под пальцами «в нить» и олифа приобретет липкость. Контролируют температуру термометром, погруженным в олифу.

Приготовление мастик в условиях КС требует много времени и большого расхода дефицитных материалов. Поэтому на практике получили распространение заменители мастик. Так, напри мер, для разъемов цилиндров осевых компрессоров применяют ленточный ФУМ. Для высокотемпературных разъемов цилиндров применяются готовые мастики. В отечественной и зарубежной практике ремонта турбин широко применяется паста сульфида молибдена, а также другие фирменные пасты. Эти пасты очень удобны в применении, так как не пригорают и легко удаляются с поверхности при последующем ремонте.

После нанесения мастики на разъем, крышку цилиндра мостовым краном переносят к нижней половине, устанавливают над ней по направляющим колонкам, ввинченным в резьбовые отверстия нижней половины цилиндра, и осторожно прерывистыми движениями опускают до соприкосновения фланцев. Направляющие колонки смазывают турбинным маслом. Когда между горизонтальными фланцами останется зазор 2—3 мм, надо забить контрольные штифты по их маркировке и полностью опустить крышку. Затем снимают грузозахватные приспособления и направляющие колонки и устанавливают весь крепеж разъемов. До затяжки болтов необходимо провернуть ротор на 1—2 оборота для того, чтобы убедиться в отсутствии каких-либо задеваний. Резьбу крепежа компрессора перед завинчиванием, а также пазы и гребни внутренних элементов компрессора и турбины натирают графитом для защиты от пригорания.

Резьбу крепежа разъемов турбины перед закрытием смазать от пригорания мастикой следующего состава: молибден сернистый (МоS2) 30% и кремнийорганическая жидкость № 5 (полиэтилсилоксановая, ТУМ ХП—2416—54) 70%. Оба компонента смешиваются до состояния густой сметаны. Вместо жидкости № 5 допускается применять масло цилиндровое 6 (ГОСТ 6411—76).

Крепеж турбины от пригорания можно предохранить также обмазкой мастикой из медной или алюминиевой пудры, разведенной водой. Хорошие результаты дает обмазка крепежа разъемов турбины жаростойкими смазками: дисульфитмолибденовой (54% дисульфитмолибдена и 46% глицерина) и дисилицилмолибденовой. Применять графит для обмазки крепежа турбины не рекомендуется.

Рис. 6.1  Порядок затяжки болтов шпилек агрегата.

Затягивать болты фланцевого соединения надо в определенном порядке (рис. 6.1), создавая в болтах одинаковые напряжения, чтобы избежать перекосов. Крепеж крышек затягивают односторонним ключом типа «звездочка» с надетой на него трубой. Этот процесс является одним из самых трудоемких при ремонте турбины. Поэтому для затяжки крепежа рекомендуется применять средства малой механизации, описанные в § 5.2. Усилие, приложенное к болту или шпильке для затяжки фланцевого соединения, должно предохранять от пробоя в уплотнении и не превышать допустимого напряжения в болтах или шпильках.

Сборка редукторов, центробежных нагнетателей и камер сгорания, узлов маслосистемы и системы регулирования производится в последовательности, обратной разборке. Особо важные моменты, на которые необходимо обратить внимание при сборке центробежного нагнетателя, описаны в § 6.7.

После закрытия турбоблока, редуктора и центробежного нагнетателя еще раз проверяется центровка роторов по полумуфтам. При удовлетворительном состоянии центровки приспособление снимается и собираются соединительные муфты. Крепеж муфт устанавливается согласно маркировке. Муфты закрываются защитными кожухами. При неудовлетворительной центровке исправить ее путем перемещения корпусов на опорных шпонках (если ее невозможно исправить перемещением подшипников). Перемещение турбоблока осуществляется изменением толщины горизонтальных и вертикальных шпонок до необходимых размеров при помощи наварки и механической обработки с пригонкой по краске. Перемещение корпуса турбоблока контролируется индикаторами часового типа, закрепленными на неподвижных стойках. На собранном турбоблоке снять заглушки и присоединить трубопроводы подвода воздуха на охлаждение и уплотнение узлов турбины, отсоса газа из уплотнений турбины и отсоса паров масла из картеров подшипников.

В объем работ по окончательной сборке турбоустановки входят сборка участков всасывающего тракта осевого компрессора (колено, компенсатор), сборка вспомогательных трубопроводов и маслопроводов, установка КИП, подсоединение импульсных линий и электрокабеля к валоповоротным устройствам и маслонасосам.

Заключительной операцией по сборке турбоустановки является установка теплозащитного кожуха с подсоединением его» к коробу воздуховода отсоса горячего воздуха и всех пеногенераторов системы автоматического пенного пожаротушения.

6.2.  Пуск ГТУ и сдача ее в эксплуатацию.

После окончания ремонта убирают ремонтную оснастку, стеллажи, верстаки, инструмент, оставшиеся запасные части. При необходимости восстанавливают (если снимались) перила, ограждения и перекрытия. Ремонтная площадка очищается от мусора. Качество работ проверяют на отдельных узлах агрегата, до пробного пуска и на работающем агрегате - на холостом ходу и под нагрузкой.

Организационные моменты приемки ГТУ из ремонта описаны в § 1.5. При наличии удовлетворительного лабораторного анализа турбинного масла масляный бак заполняется маслом в количестве, достаточном для нормальной работы пускового масляного насоса. Этот уровень ниже аварийного примерно на 250—300 мм. При отсутствии утечек масла при включенном пусковом маслонасосе приступают к прокачке маслопроводов.

Из практики монтажа, наладки и ремонта турбинных установок известны четыре способа прокачки масла: 1) через сетки; 2) через подшипники без сеток; 3) через развернутые вкладыши подшипников без сеток; 4) без сеток в обвод подшипников.

При первом способе масло прокачивается через сетки, установленные на трубопроводах перед подшипниками, редуктором и узлами гидродинамического регулирования. Сетки применяют двух видов: плоские и колпачковые (рис. 6.2). Сетки задерживают грязь, попавшую в системы. О загрязнении сеток судят по повышению давления масла в системе. В этих случаях останавливают насос и меняют или очищают сетки, после чего продолжают прокачку до тех пор, пока при 3—4-часовой работе насоса давление в системе не начнет повышаться. Преимущество такого способа прокачки масла в отсутствии надобности ревизии редуктора, регулирования и подшипников после очистки систем. Отрицательной стороной этого способа является малая эффективность очистки систем вследствие установки сеток, которые резко снижают скорость протекания масла. При низких же скоростях затрудняется унос грязных отложений со стенок масляных узлов и трубопроводов. При повышении давления масла возможен обрыв сеток. Оставленные после прокачки по невнимательности персонала сетки (в малозаметных местах) могут вызвать аварию турбоагрегата при работе.

Рис. 6.2   Сетки для очистки масла.

а — колпачковая;   б — плоская.

Данный способ не гарантирует качественной очистки систем и требует длительной работы насоса (40—50 ч).

Второй способ очистки является более эффективным вследствие создания больших скоростей, чем при очистке сетками. Большие скорости прокачки улучшают условия очистки при меньшей затрате времени. Для получения хорошей очистки систем регулирования вынимают золотники, а узлы регулирования устанавливают в положение максимального открытия проточных окон. Серьезный недостаток этого способа — необходимость проведения после прокачки ревизии подшипников, редуктора и узлов регулирования для удаления грязи, оставшейся в зазорах этих деталей.

Рис. 6.3. Разворот вкладыша при прокачке масла.

1 - канал подачи масла

Более эффективен третий способ, в котором предусматривается выемка верхних вкладышей и разворот нижних на 20—30° до открытия отверстий 1, по которым масло подводится к вкладышам (рис. 6.3). При этом грязное масло, не попадая на баббит вкладыша, сливается напрямую в картер подшипника. При этом способе прокачки очистка систем достигается за 18—20 ч, а при хорошей механической очистке трубопроводов время прокачки сокращается до 10 ч.

Прокачка во всех трех случаях ведется без дроссельных шайб перед подшипниками и в системах регулирования. Дроссельные шайбы перед подшипниками турбины и компрессора открываются полностью.

Самым эффективным при перекачке масла является четвертый способ, при котором масло от коллектора подвода масла смазки к подшипникам отводится непосредственно в маслобак. Трубопроводы подвода масла от коллектора к подшипникам заглушают, а маслопроводы смазки редуктора и нагнетателя подсоединяют непосредственно к сливному трубопроводу.

При таком способе прокачки не требуется дополнительная разборка узлов для ревизии и очистки. Участки же подвода смазки к подшипникам и узлам регулирования, которые не прокачиваются, необходимо очищать в процессе ремонта.

Прокачка во всех случаях ведется подогретым маслом. Во время прокачки периодически вынимаются поочередно рамки сетчатых фильтров и продуваются сжатым воздухом для очистки от грязи. Прокачка лродолжается до полной очистки маслопроводов. От качественной прокачки в значительной степени зависит срок службы подшипников и зубчатых передач, надежность работы узлов системы регулирования.

Загрязненное во время прокачки масло сливается в емкость грязного масла для дальнейшей очистки фильтр-прессом и маслоочистительной машиной. Из маслоохладителей масло сливается ведрами или передвижным насосом.

Маслобак очищают и заполняют чистым маслом, затем включают насосы и проверяют под давлением все фланцевые соединения и запорную арматуру маслопроводов и узлов регулирования на отсутствие протечек масла. Обнаруженные течи масла устраняются при остановленных насосах.

Плотность системы высокого давления проверяется кратковременным поднятием давления масла от винтового насоса до требуемого давления. Для этого прикрывают вентилем слив масла из регулятора перепада масло — газ. Настраивают срабатывание предохранительного клапана. Давление    опрессовки    винтовых    насосов    и    маслопроводов высокого давления зависит от проектного рабочего давления компримирования газа КС.

Не допускается подача масла при опрессовке в полость между торцовым уплотнением и опорным передним вкладышем при отсутствии противодавления со стороны рабочего колеса, так как это может привести к разрушению графитового кольца торцового уплотнения. Поэтому опрессовка винтовых насосов и маслопроводов высокого давления производится при заглушенном подводе на торцовое уплотнение.

После опрессовки заглушку обязательно снять. Если винтовой насос не создает давление, то необходимо проверить положение дросселя блока клапанов и произвести необходимую регулировку.

Через смотровые стекла на сливных патрубках проверяют поступление масла к подшипникам. При отсутствии смотровых стекол поступление масла к подшипникам определяется на ощупь по нагреву трубы на подводе и сливе (масло должно быть подогретым до 30—40°С).

Расход масла через подшипники регулируется дроссельными шайбами на подводящих патрубках.

Проверяется работа резервных маслонасосов. Давление масла и воздуха во всех системах регулирования непременно должно соответствовать техническим условиям инструкции по эксплуатации ГТУ.

Производится частичная проверка и регулировка работы следующих узлов регулирования: регулятора давления масла «после себя», масляных выключателей бойковых автоматов безопасности, стопорного и регулирующего клапанов, регулятора приемистости, воздушных выпускных клапанов, узла переключения турбодетандера. Методика проверок и настройки узлов регулирования подробно описана в инструкциях и описаниях заводов-изготовителей ГТУ.

Проверяют срабатывание предупредительной и аварийной сигнализации по всем параметрам и результаты записывают в Протокол проверки защит системы автоматического управления, сигнализации и защиты ГТУ.

Перед пробным пуском необходимо проверить установку дистанционных шайб и указателей теплового расширения. Проверить работу системы отсоса воздуха из-под обшивки (кожуха) турбины. Работа турбины с установленной обшивкой без отсоса воздуха и газов из-под нее категорически запрещается.

Пуск турбоустановки производится представителем заказчика в присутствии представителя ремонтной организации согласно инструкции завода-изготовителя.

При пуске, начиная с момента включения валоповоротного устройства, агрегат прослушивается через стетоскоп для определения механических задеваний в проточной части и уплотнениях роторов. Обычно шум в уплотнениях, вызванный задеваниями из-за малых радиальных зазоров, вскоре прекращается, так как кольца прирабатываются. Если же шум в уплотнениях и в проточной части не прекращается, то во избежание аварийных поломок агрегат необходимо остановить для выявления и устранения причин задеваний.

При пуске агрегата особое внимание уделяется местной и общей вибрации, высокий уровень которой может послужить причиной аварийной поломки. На турбине и осевом компрессоре амплитуды вибрации не должны превышать на рабочих оборотах 0,03 — 0,04 мм, а на центробежных нагнетателях и редукторах 0,02 мм. Вибрация измеряется на крышках подшипников в горизонтальном (поперечном и осевом) и вертикальном направлениях с помощью виброизмерительных приборов прошедших обязательную метрологическую проверку.

Опытом эксплуатации установлено, что причинами повышенной вибрации могут быть неуравновешенность вращающихся частей, расцентровка роторов агрегата, неравномерный прогрев узлов агрегата при пуске, отсутствие натяга в подшипниках, недостаточные боковые зазоры между шейкой ротора и вкладышем подшипника, ослабление крепления или возникновение трещин в деталях роторов турбины (дисках, втулках, лопатках), ослабление жесткости фундамента и прочие причины.

В процессе прогрева турбоагрегата обязательно контролируются тепловые расширения корпуса по специальным указателям, установленным на опорных лапах. Причиной неравномерного расширения корпусов обычно является ухудшение качества внутренней изоляции. Места плохой внутренней изоляции определяют измерением температуры металла корпуса по всем точкам, указанным в паспорте машины (определяется коэффициент К). Температура измеряется поверхностными термопарами. В местах корпуса с превышением значения коэффициента К требуется донабивка изоляции.

По дистанционным шайбам, установленным на опорных лапах, ведется контроль за отрывом лап от горизонтальных шпонок. Между дистанционной шайбой и лапой в холодном состоянии устанавливается зазор, обеспечивающий при прогреве нормальное расширение рамы и лап агрегата. При отрыве лап этот зазор выбирается и шайбу «закусывает».

Отрыв лап может вызвать задевание в проточной части и повлечь за собой серьезную аварию. Отрыв лап контролируется также измерением щупом зазора между лапой и шпонкой. Зазор по всему периметру шпонки не должен превышать 0,05 мм.

Причинами отрыва лап могут быть недостаточные холодные натяги на фланцевых соединениях горячих трубопроводов с агрегатом, плохая регулировка пружинных опор, коробление корпусов из-за плохой (неравномерно набитой) теплоизоляции, закусывание вертикальных шпонок и прочее.

Оценка работы подшипников производится по температуре вкладышей и масла смазки. Допускается кратковременная температура подшипника не выше 75°С, а перепад между температурами масла на входе в подшипник и сливе не более 20°С. Разница между температурами рабочих и установочных колодок опорно-упорных подшипников не должна превышать 7°С.

При пуске агрегата после ремонта проверяют срабатывание и при необходимости настраивают центробежные и гидродинамические автоматы безопасности роторов. Частоты вращения роторов для настройки срабатывания автоматов безопасности указаны в описаниях конструкции, паспорте агрегата и в инструкции завода-изготовителя по эксплуатации турбоустановки.Отсчет частоты вращения при этом следует производить по точным измерительным приборам (импульсный счетчик оборотов; стробоскоп и др.). Срабатывание автоматов безопасности регулируют через специальные лючки в корпусах блоков подшипников.

Для проверки качества ремонта турбоагрегат должен проработать под нагрузкой не менее 24 ч. В случае появления протечек масла, газа и воздуха на работающей машине и при температурах металла корпуса турбины, превышающих допустимые значения по паспорту машины (значение коэффициента К), а также при повышенной вибрации подшипников необходимо турбоагрегат остановить и устранить неисправности.

По окончании обкатки ГТУ и при отсутствии дефектов агрегат принимается из ремонта в эксплуатацию. Перечень обязательной технической документации, оформляемой при приемке турбоагрегата из ремонта в эксплуатацию, перечислен в § 1.5.

На отремонтированном ГПА должны быть улучшены технико-экономические показатели работы, устранены все имевшиеся до ремонта дефекты. После устранения дефектов подписывается акт сдачи ГПА в эксплуатацию с указанием оценки качества. С этого момента агрегат считается принятым в эксплуатацию.

После приемки ГПА в эксплуатацию устанавливается гарантийный срок наработки (700 маш-ч), в течение которого ремонтная организация несет ответственность за дефекты ремонта при условии соблюдения эксплуатационным персоналом Правил технической эксплуатации магистральных газопроводов, инструкций и указаний завода-изготовителя по эксплуатации и техническому обслуживанию ГПА.

7. Общие требования по технике безопасности при выполнении работ на компрессорных станциях

Обвязочные газопроводы, находящиеся на территории и в цехах компрессорной станции, характеризуются высокими давлениями транспортируемого газа как в самих газопроводах, так и в аппаратах, установках и других коммуникациях, из которых возможен выход газа при нарушении герметичности фланцевых соединений и арматуры, а также возможными образованиями пирофорных соединений в пылеуловителях, отстойниках, емкостях и других местах. Вредными для организма человека являются повышенная температура, вибрация оборудования и шумы в компрессорных цехах, поэтому при выполнении любых работ в производственных помещениях, внутри аппаратов, сосудов и на других коммуникациях КС от персонала требуется строгое соблюдение правил техники безопасности и организация безопасных условий труда.

К работе на КС допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие вводный инструктаж, обучение безопасным приемам и методам работы, инструктаж на рабочем месте по правилам внутреннего распорядка, технике безопасности при эксплуатации технологического оборудования по профессиям и выполнении отдельных видов работ, правилам пожарной безопасности на КС и успешно сдавшие экзамены на допуск к самостоятельной работе. Весь персонал должен уметь оказывать первую помощь пострадавшим.

Лицам, не занятым эксплуатацией или ремонтом газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и их оборудования, запрещается заходить в помещения компрессорных цехов или блок-боксы контейнерного типа, на площадки стационарных коллекторов, узлы подключения КС без разрешения руководства КС. Каждый работник должен немедленно сообщить своему непосредственному начальнику о нарушениях правил и инструкций, а также о неисправностях оборудования, защитных устройств и т.п. Ответственность за соблюдение правил техники безопасности несет весь персонал КС в соответствии с выполняемыми обязанностями.

Персонал должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты (СИЗ) в соответствии с типовыми отраслевыми нормами и характером выполняемой работы.

Содержание горючих газов и паров в воздухе производственных помещений при эксплуатации не должно превышать 5% их нижнего предела взрываемости (НПВ). Помещения, где возможно образование опасных газовоздушных смесей, в соответствии с проектом оборудуются сигнализаторами довзрывоопасных концентраций газов, сблокированных с автоматикой включения аварийной вентиляции. Первый сигнал (звуковой) подается от сигнализатора при достижении содержания горючего газа в воздухе помещения или в одном из возможных мест его скопления, равной 10% его НПВ (около 0,5% по метану), при одновременном автоматическом включении аварийной вытяжной вентиляции. По этому сигналу необходимо принять меры по обнаружению места утечки газа и ее ликвидации. При содержании горючего газа в помещении сверх 20% его НПВ (1% по метану) эксплуатация оборудования должна быть прекращена автоматически. Запрещается эксплуатировать компрессорный цех с выключенной или неисправной системой контроля загазованности. Работоспособность автоматической сигнализации и автоматическое включение аварийной вентиляции проверяются персоналом ежесменно.

Эксплуатация ГПА должна быть прекращена в случаях, оговоренных техническими инструкциями по эксплуатации отдельных типов агрегатов, в том числе при неисправности запорной и регулирующей арматуры, контрольных приборов, кнопок управления и сигнализации на щите управления, маслонасосов или масляных фильтров; снижении уровня масла в маслобаке или давления масла в системе ниже допустимого значения; значительных утечках масла или газа; отключенных автоматических защитах; в случае возгорания ГПА и др. обстоятельствах, угрожающих целостности оборудования и жизни обслуживающего персонала. Обнаруженные неисправности нельзя устранять на работающем ГПА.

Газоперекачивающий агрегат, остановленный для вывода его в резерв или для ремонта, должен быть немедленно отключен от технологических, пусковых, топливных и импульсных газопроводов. При грозе запрещается пуск ГПА и проведение переключений на технологической обвязке и силовом электрооборудовании.

Дежурный персонал КС при приеме смены обязан проверить действующие или подготовленные к пуску установки с целью обнаружения возможных неисправностей или дефектов; получить информацию от сдающих смену о технологических особенностях и режимах работы оборудования, а также сведения об исправности защитных устройств и приспособлений; немедленно сообщить вышестоящему руководителю или диспетчеру о всех замеченных нарушениях или необычных условиях работы КС или ГПА при приеме смены.

Прием и сдача смены во время производимых переключений, при операциях по пуску или остановке оборудования, как правило, не разрешаются.

7.2. Техника безопасности при эксплуатации ГПА и оборудования компрессорного цеха

Обслуживание оборудования компрессорного цеха производится на объектах действующих магистральных газопроводов высокого давления, во взрывоопасных помещениях и связано с эксплуатацией тяжело нагруженных быстроходных агрегатов с высокой температурой продуктов сгорания.

Поэтому обслуживающий персонал должен твердо знать правила обращения с природным газом и его основные свойства (см. главу 1):

- неодорированный природный газ бесцветен, не имеет запаха, легче воздуха;

- при содержании метана в воздухе в пределах от 5 до 15% образуется взрывоопасная концентрация;

- природный газ, скопляющийся в закрытом помещении, вытесняет воздух и удушающе действует на человека;

- предельно допустимое содержание газа в помещениях не должно превышать 1%.

Курение на компрессорной станции, в машинном зале и других производственных помещениях категорически запрещается. Должны быть выделены специальные помещения и отведены места для курения.

Полы помещений должны быть сухими и чистыми. Пролитое масло нужно немедленно и насухо вытереть. Полы, ограждения и перекрытия должны содержаться в полной исправности. Все помещения цеха, включая проходы и площадки, должны иметь освещенность, обеспечивающую возможность правильного и безопасного обслуживания агрегатов дежурным персоналом. Должно быть обеспечено хорошее освещение всех приборов, а также проходов, лестниц и всех тесных мест вблизи горячих поверхностей.

Промасленные обтирочные материалы необходимо складывать в секционный металлический ящик и убирать из цеха в конце каждой смены.

При подготовке агрегата к пуску необходимо:

- произвести наружный осмотр агрегата, убрать с оборудования, площадок обслуживания и переходов инструменты, ветошь и прочие предметы;

- произвести все операции по подготовке ГПА к пуску в соответствии с технической инструкцией завода-изготовителя;

- проверить наличие и исправность всех ограждений и предохранительных устройств, все вращающиеся механизмы должны быть закрыты предохранительными кожухами;

- проверить исправность покрытий горячих частей агрегата;

- проверить наличие и исправность противопожарного оборудования;

При пуске агрегата должны соблюдаться следующие требования техники безопасности:

- запрещается присутствие посторонних лиц в машинном зале и галерее нагнетателей (аналогично в помещениях цехов контейнерного типа);

- пуск ГПА разрешается только по распоряжению старшего сменного инженера-диспетчера;

- вход людей в камеры воздушных фильтров при пуске и во время работы агрегата категорически запрещается;

- во избежание ожогов запрещается касаться горячих неизолированных поверхностей ГПА;

- производство ремонтных работ на работающем агрегате запрещено.

С целью обеспечения безопасной эксплуатации ГПА, находящихся в работе, состояние запорной арматуры и органов управления должно быть следующее:

а) открыты вентили отбора импульсного газа из коллектора или контура нагнетателя на узлы управления запорной арматурой;

б) импульсные линии (трубки, рукава высокого давления РВД) от соленоидов узлов управления "открытие" соединены с гидробаллонами или штуцерами пневмоцилиндров кранов "Открытие" по кранам № 3, 3бис, 5, 6, 9, вывешены плакаты "Не открывать";

в) импульсные линии (трубки, рукава высокого давления РВД) от соленоидов узлов управления "Закрытие" соединены с гидробаллонами или штуцерами пневмоцилиндров кранов "Закрытие" по кранам № 1,2,12, вывешены плакаты "Не закрывать";

г) на работающем ГПА краны № 1, 2, 12 бис, 12, 10 должны быть открыты, краны № 3, 3 бис, 4, 4 бис, 5, б, 6 бис, 9, 11 закрыты.

Остановленный в резерв агрегат необходимо отключить от топливных, пусковых и технологических газопроводов, при этом состояние запорной арматуры и органов управления ГПА должно быть следующим:

а) отключено питание цепей управления кранами пускового, топливного и технологического газа ГПА;

б) закрыты вентили отбора импульсного газа, обеспечен видимый разрыв импульсных линий от вентиля до узлов управления, импульсный газ стравлен;

в) трубки к штуцерам "на открытие" пневмоцилиндров кранов № 1, 2, 4, 4бис, 6, 11, 12 должны быть отсоединены, вывешены плакаты "Не открывать";

г) трубки к штуцерам "на закрытие" пневмоцилиндров кранов № 3, 3 бис, 5, 9, 10 должны быть отсоединены, вывешены плакаты "Не закрывать";

7.3. Техника безопасности при ремонтах газоперекачивающих агрегатов

При выводе ГПА в ремонт должны быть проведены следующие мероприятия:

а) отключено питание цепей управления кранами топливного, пускового и технологического газа, вывешены плакаты на центральном и местных щитах "Не включать, работают люди";

б) закрыты отборы импульсного газа, обеспечен видимый разрыв на подводе импульсного газа к узлам управления, установлены заглушки на штуцерах гидробаллонов и пневмоцилиндров кранов, импульсный газ стравлен;

в) сняты шланги или трубки подвода импульсного газа к гидробаллонам или пневмоцилиндрам всех кранов, переключатель (при наличии) установлен в положение "Ручное управление", снята ось рукоятки насоса ручного управления краном;

г) сняты штурвалы или ручки управления с задвижек и кранов № 4 бис, 12 бис;

д) шланги, трубки, штурвалы, рукоятки насосов должны быть сданы на хранение на главный щит управления (ГЩУ);

е) на кран № 4 установлен блок-замок;

ж) установлены силовые стальные заглушки, толщиной не менее 6 мм, во фланцевые соединения после задвижки № 12 бис ( по ходу газа);

з) краны № 1, 2, 4, 4 бис, 11, 12, 12 бис должны быть закрыты, вывешены таблички "Не открывать", краны № 3, 3 бис, 5, 9, 10 открыты, вывешены плакаты "Не закрывать".

Кроме перечисленных мероприятий, производится также отключение вспомогательного электрооборудования, исключающее возможность его ошибочного включения во время производства ремонтных работ (валоповоротное устройство, пусковой и резервный насосы, винтовые масляные насосы уплотнения и др.). Щиты управления агрегатом обесточиваются и вывешиваются плакаты "Не включать, работают люди".

Вывод агрегата в ремонт должен быть зафиксирован в оперативном журнале сменного инженера. Сменный инженер обязан в течение смены проводить проверку состояния запорной арматуры и органов управления ГПА и несет ответственность за правильное содержание органов управления запорной арматуры.

Все ремонтные работы в машинном зале и галерее нагнетателей могут производиться только с разрешения начальника газокомпрессорной службы и по согласованию со сменным инженером.

При разборке и сборке агрегатов, для подъема деталей и узлов ГПА, используются специальные грузозахватные приспособления, которые перед началом производства работ подвергаются внешнему осмотру. Для подъема деталей разрешается пользование грузоподъемными средствами, исключительно соответствующей грузоподъемности и своевременно прошедшими проверку, согласно действующим правилам Госгортехнадзора. Допускаемая грузоподъемность и срок проверки должны быть указаны на оборудовании и приспособлении.

Подъем и перемещение деталей должны производиться под руководством лиц, ответственных за перемещение грузов, назначенных приказом по предприятию. Все крановщики и стропальщики должны иметь удостоверения в соответствии с правилами Госгортехнадзора.

Перед началом работ по подъему необходимо проверить исправность грузоподъемных средств и тормозящих устройств. Перед подъемом деталей необходимо проверить прочность застроповки. Запрещается загромождать деталями проходы около ремонтируемых машин и действующего оборудования, а также проходы, необходимые для нормальной эксплуатации цеха.

При выемке и установке роторов застроповку их следует производить специальным приспособлением. При перекосах, заеданиях или задеваниях дальнейший подъем ротора должен быть немедленно прекращен до выяснения и полного устранения обнаруженных ненормальностей.

При укладке ротора на козлы, для предохранения от скатывания под шейки ротора должны быть подложены деревянные брусья с вырезами, в которые проложены листы прессшпана; шейки ротора необходимо смазать консистентной смазкой. Козлы, применяющиеся при ремонтных работах, должны быть рассчитаны на соответствующие нагрузки.

При проведении ремонтных работ на маслопроводах следует руководствоваться следующими положениями;

а) пролитое масло необходимо немедленно убрать;

б) электродуговая сварка должна производиться дипломированными сварщиками;

в) промывка масляных баков легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) запрещается.

В течение всего периода ремонтных работ между машинным залом и галереей нагнетателей должна быть установлена разделяющая диафрагма. Отсутствие разделительной диафрагмы допускается только при работах, связанных с центровкой и сборкой промежуточного вала.

При окончании ремонтных работ необходимо тщательно осмотреть проточную часть ГПА и удалить все посторонние предметы и инструмент.

7.4. Огневые и газоопасные работы. Их проведение в условиях компрессорной станции

Действующая компрессорная станция относится к объектам повышенной взрывоопасности и пожароопасности. В силу этого к производству работ, связанных с использованием открытого огня, а также работ, связанных с осмотром, чисткой и ремонтом оборудования, при проведении которых имеется или не исключена возможность выделения в рабочую зону взрыво- и пожароопасных паров и газов, необходимо уделять пристальное внимание.

К огневым относятся работы с применением открытого огня и искрообразования, нагреванием оборудования, инструмента до температур воспламенения газовоздушной среды. Огневыми работами в действующих компрессорных цехах считаются сварочные работы, газовая резка и связанные с ними операции, проводимые во взрывоопасных помещениях цеха или непосредственно на действующих газовых коммуникациях, а также на коммуникациях в пределах отключающих кранов КС (№ 7 и 8).

Огневые работы выполняются по плану их проведения и с оформлением наряда-допуска на их выполнение. В наряде-допуске указываются персонал, выполняющий работу, ответственный за производство работ, назначенный по приказу, мероприятия по подготовке и безопасному проведению огневых работ, противопожарные мероприятия.

В плане проведения огневых работ с приложением необходимых схем отражаются вопросы расстановки используемых механизмов и машин, схемы технологических трубопроводов и положения запорной арматуры на период проведения этих работ, непосредственный порядок проведения работ и порядок стравливания и подачи газа, мероприятия по технике безопасности.

Особое внимание при производстве огневых работ уделяется мероприятиям, предотвращающим самопроизвольную перестановку кранов, и работам на технологических трубопроводах с применением газорезки и электросварки. Для этого отключают импульсный газ, подходящий к крану, демонтируют ручки и штурвалы ручного управления кранами,  вывешивают запрещающие и предупреждающие плакаты. На особо ответственных участках выставляют наблюдательные посты из обслуживающего персонала.

Огневые (сварочные) работы в помещении галереи нагнетателей должны производиться при полной остановке цеха со стравливанием газа из всех коммуникаций, на что должен быть составлен специальный акт. Выполнение огневых работ в галерее нагнетателей во всех случаях должно осуществляться по специальному плану с обязательным соблюдением всех мероприятий по технике безопасности и #M12291 9012376правил пожарной безопасности#S. В период вскрытия нагнетателей запрещается производить огневые работы в галерее нагнетателей и на ремонтируемом агрегате в машинном зале. Огневые работы в галерее нагнетателей производятся под личным руководством главного инженера предприятия (УМГ).

Газоопасными считаются работы, которые выполняются в загазованной среде или при которых возможен выход газа из газопроводов, их коммуникаций и аппаратов, газового оборудования, запорной арматуры или агрегатов. К газоопасным работам относятся:

а) присоединение вновь смонтированных газопроводных коммуникаций, аппаратов (пылеуловителей, фильтров, подогревателей газа и т.п.) к действующим коммуникациям, расположенным в помещениях и снаружи;

б) ввод в эксплуатацию газовых коммуникаций;

в) ревизия, ремонт и замена газовых коммуникаций, подземных и надземных газопроводов, находящихся под давлением газа;

г) вскрытие центробежных нагнетателей (выполняется по специальной инструкции);

д) осмотр и ревизия защитных решеток на всасывающих патрубках центробежных нагнетателей;

е) замена уплотнительного подшипника центробежного нагнетателя;

ж) заливка в технологические коммуникации реагентов с целью устранения гидратных образований;

з) пуск газоперекачивающего агрегата (выполняется по специальной инструкции);

и) осмотр и проветривание колодцев с запорной арматурой;

к) слив конденсата из пылеуловителей и возможных мест скопления его в технологических обвязках оборудования;

л) профилактическое обслуживание действующих приборов и оборудования, находящихся под давлением газа.

На каждой КС разрабатывается перечень газоопасных работ, выполняемых с оформлением наряда-допуска и без оформления наряда-допуска, но с обязательной регистрацией таких работ перед их началом. Порядок оформления газоопасных работ аналогичен оформлению огневых работ.

Перед началом огневых работ и в процессе работы периодически замеряется загазованность воздушной среды, наличие и исправность средств индивидуальной защиты.

Особые меры безопасности принимаются при проведении работ внутри сосудов, работающих под давлением. В этих случаях сосуды, подлежащие вскрытию для осмотра, очистки и подготовке к ремонту и его проведению, должны быть отключены от трубопроводов и освобождены от газа. Сосуды разрешается вскрывать только под наблюдением лица, ответственного за проведение работ. Если имеется несколько люков, открывать их надо последовательно, начиная с верхнего. Непосредственно перед спуском (подъемом) рабочего в сосуд лицо, ответственное за проведение работ, должно проверить состояние здоровья рабочих (путем опроса), наличие соответствующей спецодежды, СИЗ, спасательного снаряжения и другого инвентаря, перечисленного в разрешении на производство работ. Спускаться в сосуды и аппараты и начинать в них работу разрешается только в присутствии лица, ответственного за проведение этих работ.

Для защиты органов дыхания лиц, работающих внутри сосудов, необходимо применять только шланговые противогазы. Шланговый противогаз с тщательно подогнанными шлемом-маской и отрегулированной подачей свежего воздуха рабочий надевает непосредственно перед спуском в сосуд. Герметичность подгонки противогаза и исправность воздуходувки проверяет лицо, ответственное за проведение этих работ. Заборный патрубок шланга противогаза должен быть выведен в зону чистого воздуха с подветренной стороны и закреплен. Шланг следует располагать таким образом, чтобы исключить возможность прекращения доступа воздуха из-за перегибов, перекручиваний и т.п. При работе в шланговом противогазе срок разового пребывания людей в сосуде не должен превышать 20-30 мин. Отдых на воздухе должен составлять не менее 15 мин.

Поверх спецодежды рабочий обязан надевать предохранительный пояс с крестообразными лямками и прикрепленной к ним прочной сигнально-спасательной веревкой. Свободный конец ее (длиной не менее 10 м) необходимо выводить наружу и передавать в руки наблюдающего. Все необходимые для работы инструменты и материалы следует подавать в сумке или другой таре после спуска рабочего в сосуд.

Работы внутри сосуда необходимо осуществлять в дневное время. В нем разрешается работать только одному человеку. Если по условиям работы необходимо, чтобы в сосуде одновременно находилось два (или более) человека, следует разработать дополнительные мероприятия по безопасности и перечислить их в разрешении.

Работа внутри сосудов должна проводить бригада из трех и более человек: один - производитель работ, двое - наблюдающие. При проведении работ наблюдающие обязаны находиться около сосуда, вести непрерывное наблюдение за работающим и бесперебойным обеспечением его чистым воздухом. Наблюдающие должны быть одеты так же, как и работающий. В случае необходимости они должны оказать ему помощь. При обнаружении каких-либо неисправностей (прокол шланга, остановка воздуходувки, обрыв спасательной веревки и т.п.) следует немедленно приостановить работу, а рабочего извлечь из сосуда.

При работе внутри сосуда разрешается пользоваться только светильниками напряжением не более 12 В во взрывозащищенном исполнении. Включать и выключать их следует вне сосуда.

7.5. Требования к проведению работ в галерее нагнетателей со вскрытием нагнетателя

Работы по вскрытию нагнетателя являются газоопасными и производятся только при наличии оформленного наряда-допуска. Перед началом работ необходимо:

- проверить закрытие кранов № 1, 2, 4, 4 бис, набить их уплотнительной смазкой;

- проверить открытие кранов № 3, 3 бис и 5;

- на закрытые краны вывесить плакаты "Не открывать", а на открытые - "Не закрывать";

- для предотвращения самопроизвольной перестановки кранов необходимо снять шланги (РВД) или трубки (в зависимости от конструкции крана) подвода импульсного газа к гидропневмоцилиндрам, перекрыть вентили отбора газа на импульсном коллекторе, отсоединить линии подвода импульсного газа к кранам; на кране № 4 установить скобу (блок-замок), исключающую открытие его вручную; щиты управления агрегатом обесточиваются и на них вывешиваются плакаты "Не включать, работают люди".

На входе и выходе газа между нагнетателем и люк-лазами установить резиновые надувные шары, оставив люк-лазы открытыми. Наполнение резиновых шаров производится воздухом до давления не выше 500 мм вод.ст. с контролем его по U-образному манометру.

Весь персонал, участвующий в работе по вскрытию нагнетателя, перед началом работ должен быть проинструктирован о порядке проведения работы и по правилам техники безопасности с оформлением инструктажа в специальном журнале.

После проведения организационно-технических мероприятий, обеспечивающих безопасное ведение работ по вскрытию нагнетателя, лицо, ответственное за проведение этой работы, и сменный инженер-диспетчер разрешают персоналу ремонтной бригады приступить к работе.

В период работ по вскрытию и проведению ремонта нагнетателя должна постоянно работать приточно-вытяжная вентиляция. Помимо работы автоматических газоанализаторов в галерее нагнетателей систематически, но не реже чем через 30 мин, необходимо производить анализ воздуха у места производства работ с записью в специальном журнале. При содержании газа более 1%, работы прекращаются и принимаются меры по предотвращению проникновения газа. Во время выполнения ремонтных работ по нагнетателю устанавливается систематический контроль за состоянием надувных резиновых шаров.

Работы по вскрытию и сборке нагнетателя должны производиться одним и тем же персоналом. Во время вскрытия нагнетателя в помещении могут находиться только лица, производящие работы, и сменный персонал, обслуживающий работающие агрегаты.

При кратковременных перерывах (до одного часа) в работе по ремонту нагнетателя наблюдение за вскрытым нагнетателем осуществляет сменный персонал. При невозможности окончания работ на вскрытом нагнетателе в одну смену междусменные перерывы в работе не допускаются.

Если по условиям ремонта нагнетатель длительное время остается без ротора, необходимо герметизировать его газовую полость, установив силовую заглушку вместо уплотнительного подшипника и торцевую крышку. Заглушка должна быть рассчитана на рабочее давление.

В момент вскрытия и ремонта нагнетателя не разрешается выполнение каких-либо других работ в галерее нагнетателей, не относящихся к данному вскрытию и ремонту.

По окончании ремонта нагнетатель можно закрыть только после тщательной проверки на отсутствие в нем, а также во всасывающем и нагнетательном трубопроводах посторонних предметов.

7.6. Обеспечение пожаробезопасности компрессорных станций

Опасность возникновения пожаров на предприятиях газовой промышленности определяется прежде всего физико-химическими свойствами природного газа, который при несоблюдении определенных требований безопасности воспламеняется, вызывает пожары и взрывы, влекущие за собой аварии. Степень пожарной опасности зависит также от особенностей технологического процесса производства. Для предприятий транспорта газа характерны наличия большого количества горючих газов в магистральных газопроводах, высокое давление в трубопроводах, наличие большого количества ГСМ (турбинного масла).

Опасными факторами пожара, воздействующими на людей, являются открытый огонь и искры; повышенная температура предметов, воздуха и т.п.; токсичные продукты горения, дым; пониженная концентрация кислорода; обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок; взрыв.

Взрывоопасные концентрации природного газа образуются во время отключения трубопроводов, резервуаров и аппаратов, когда не полностью удаленный газ смешивается с поступающим воздухом.

Как показывают статистика и опыт эксплуатации, пожары на КС происходят в основном из-за воспламенения масла в компрессорных цехах при разрыве маслопроводов и попадания его на горячие поверхности газоперекачивающих агрегатов; разрушение обвязочных газопроводов компрессорных цехов, сопровождающихся воспламенением газа и других горючих веществ и материалов; попадания посторонних предметов в полость нагнетателя; проникновения газа к очагу пожара из-за неплотного закрытия кранов в технологической обвязке; нарушений требований действующих правил и инструкций во время проведения огневых и газоопасных работ, а также требований пожарной безопасности персоналом служб УМГ на территориях КС.

Пожары на газотранспортных объектах развиваются по следующей схеме: авария, утечка газа, образование облака взрывоопасной смеси, воспламенение ее от источника зажигания, горение газа, нагревание и разрушение технологического оборудования под воздействием пламени.

При авариях в помещениях взрывоопасные концентрации газа возникают в первую очередь вблизи места утечки газа, а затем распространяются по всему помещению. На открытых площадках вблизи места утечки образуется зона загазованности, распространяющаяся по территории объекта. Величина ее при аварийном истечении газа зависит от многих факторов, главные из которых - расход газа, форма и направление его струи, метеорологические условия, рельеф местности. Наибольшее влияние на величину зоны загазованности оказывает ветер.

При авариях, связанных с разрушением газопроводов, в атмосферу выбрасывается большое количество газа. При наличии пламени газовое облако воспламеняется. Возможные источники воспламенения - открытое пламя, электрические и механические искры, воспламенение пирофорных отложений, работающие двигатели внутреннего сгорания, разряды статического электричества, грозовые разряды. После сгорания газового облака горение локализуется в месте утечки газа.

Борьба с пожарами и мероприятия по их предупреждению могут быть эффективными только в том случае, когда противопожарные правила усвоены и повседневно соблюдаются всем персоналом предприятия.

Для установления и поддержания надлежащего режима эксплуатации все здания и сооружения на КС должны быть классифицированы по взрыво- и пожароопасности, о чем делается надпись на металлических знаках, укрепляемых на воротах, калитках и дверях всех зданий, помещений и объектов, находящихся в УМГ.

Согласно "Правилам устройства электроустановок" (#M12293 0 1200003114 3645986701 3867774713 77 4092901925 584910322 1540216064 77 77ПУЭ#S) все производственные помещения и установки, в которых размещается электрооборудование, по степени взрыво- и пожароопасности делятся на классы: В-I, В-Iа, В-Iб, В-II, В-IIа, П-I, П-II, П-IIа, П-III, В-Iг и Н (В - взрывоопасные, П - пожароопасные, Н - невзрыво- и непожароопасные).

Основной показатель для разделения производств по степени пожарной опасности - физико-химические свойства веществ, применяемых в производственном процессе. В соответствии с противопожарными нормами все производства по степени пожарной опасности подразделяют на пять категорий.

Категория А - производства, связанные с получением, применением или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости до 10% (по объему), содержащихся в таких количествах, при которых возможно образование с воздухом взрывоопасных смесей; жидкостей с температурой вспышки паров 28 °С и ниже; твердых веществ и жидкостей, воспламенение или взрыв которых может последовать при взаимодействии с водой или кислородом воздуха.

Категория Б - производства, связанные с обработкой, применением, образованием или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости более 10% (по объему), содержащихся в количествах, достаточных для образования взрывчатых смесей; жидкостей с температурой вспышки паров от 28 до 120 °С; горючих веществ, выделяющих пыль или волокна в количестве, достаточном для образования взрывоопасных смесей.

Категория В - производства, применяющие жидкости с температурой вспышки паров выше 120 °С или перерабатывающие твердые сгораемые вещества.

Категория Г - производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем состоянии, раскаленном или расплавленном состоянии с выделением лучистой энергии, искр, пламени, а также производства, связанные со сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива (литейные и кузнечные цехи, котельные и др.).

Категория Д - производства, обрабатывающие несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии, механические цехи холодной обработки металлов, компрессорные станции для нагнетания воздуха, водонасосные станции, склады металла, металлоизделий и др.

Распределение по категориям взрыво- и пожароопасности основных зданий и помещений компрессорной станции приведено в табл. 5.2.

В каждом цехе, на складе и других объектах на основе действующих #M12291 9012376правил пожарной безопасности#S должны быть разработаны противопожарные инструкции с учетом специфики производства, а также оперативный план ликвидации пожара, и проводиться систематические тренировки персонала по тушению пожара. В инструкциях по пожарной безопасности следует предусматривать:

- требование пожарной безопасности при нахождении персонала на территории КС;

- места и порядок содержания средств пожаротушения, пожарной сигнализации и связи;

- порядок выполнения огневых и газоопасных работ на территории КС;

- порядок допуска и правила движения транспорта на территории КС;

- требования к содержанию территории, дорог, подъездов к зданиям, сооружениям и водоисточникам;

- обязанности персонала цехов при возникновении пожара, правила вызова пожарной команды, остановки и отключения оборудования;

- порядок уборки и очистки мест от пролитых горючих жидкостей, сбора, хранения и удаления промасленных обтирочных материалов, хранения спецодежды;

- выполнение мероприятий, связанных с окончанием рабочего дня;

- места, где запрещено (разрешено) курение и применение открытого огня.

На КС должны иметься схемы пожарного водопровода с указанием мест установки пожарных гидрантов и кранов.

Таблица 6.1

Категории взрыво- и пожароопасности основных зданий и помещений КС

#G0Здания и сооружения	Категория пожароопас-ности	Класс взрываемос-ти по #M12293 0 1200003114 3645986701 3867774713 77 4092901925 584910322 1540216064 77 77ПУЭ#S
Газораспределительная станция (ГРС):
помещение регулирующих клапанов	А	В-1а
помещение расходомеров	Д	-
щитовая	Г	-
одоризационная установка наружная	А	В-1г
то же, в помещении	А	В-1а
наружная установка очистки газа	А	В-1г
Компрессорная станция (КС):
зал газомоторов	А	В-1а
зал газовых турбин	Г	-
зал двигателей электропривода	Г	-
зал центробежных нагнетателей	А	В-1а
помещения хранения, регенерации и
раздачи смазочных масел	В	П-1
аккумуляторная	А	В-1а
трансформаторная при количестве
масел более 60 кг	В	П-1
котельная на газовом топливе	Г	-
химическая лаборатория	В	П-1
лаборатория КИП и ртутная комната	Д	-

Для предотвращения пожаров в компрессорных цехах необходимо, чтобы обслуживающий персонал систематически следил за герметичностью мест соединения газопровода, сальниковых уплотнений; исправностью всех систем масляного хозяйства, аварийных сливных линий и переливных линий из маслобаков, а также за исправностью вентиляционных систем и автоматического включения аварийного освещения.

Необходимо постоянно следить за тем, чтобы нагретые поверхности газовых турбин имели исправную тепловую изоляцию и кожухи.

Противопожарную стену, разделяющую галерею нагнетателей и машинный зал, необходимо содержать в исправном состоянии. Двери, соединяющие эти помещения, следует снабжать устройствами для самозакрывания.

Для четкого и оперативного использования системы пожаротушения у гидрантов, водоемов и задвижек необходимо устанавливать указатели.

В компрессорных цехах пожар может возникнуть от искры в электрооборудовании и электропроводке, поэтому их ремонт, а также замену в светильниках электроламп должен проводить электротехнический персонал только при снятом напряжении. Во взрывоопасных помещениях эти работы осуществляют по письменному разрешению.

Помещения компрессорных цехов надо содержать в чистоте. Полы во всех помещениях должны быть ровными, а каналы на отметке 0 перекрыты несгораемым материалом. Двери во взрывоопасные помещения следует обивать с обеих сторон листовым металлом, заземлять и держать постоянно закрытыми.

В компрессорном цехе запрещается:

- прокладывать временные электрические сети;

- использовать корпуса машин, трубопроводы и металлические конструкции зданий в качестве заземлений электросварочных аппаратов и свариваемых изделий;

- сушить спецодежду на приборах центрального отопления, горячих поверхностях агрегатов и газовых коммуникациях;

- загромождать проходы и выходы из помещений, а также подступы к средствам пожаротушения и наружным стационарным лестницам;

- работать во взрывоопасных помещениях в обуви со стальными подковками и на стальных гвоздях;

- применять открытый огонь для отогревания трубопроводов, запорных устройств и другого оборудования;

- проводить электросварочные работы с нарушением действующих правил и инструкций;

- осуществлять какие-либо работы, связанные с заменой и ремонтом арматуры на маслопроводах и разборкой деталей регулирования (кроме замены манометров) при работающем агрегате.

При возникновении пожара производственный персонал обязан:

- немедленно перекрыть доступ газа или масла к месту пожара;

- вызвать пожарную команду или добровольную пожарную дружину;

- принять меры к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения;

- поставить в известность руководство компрессорного цеха и УМГ;

- отключить приточно-вытяжную вентиляцию.

Для быстрой ликвидации аварийной ситуации и четкого взаимодействия необходимо, чтобы весь персонал знал свои конкретные обязанности и действия при возникновении пожара. Для этого следует регулярно проводить учебно-тренировочные занятия по ликвидации пожаров, примерный перечень очагов возникновения которых должен быть оговорен в инструкциях по ликвидации пожаров в цехах, зданиях и других помещениях станции.

Список литературы

1.  А.Н. Терентьев, З.С. Седых. Ремонт газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. М., «Недра», 1985.
   1.  Л.С. Бронштейн. Ремонт стационарной газотурбинной установки. Л., «Недра», 1987.
   2.  Г.К. Трофимович, В.Д. Речистер, А.Г. Гильмутдинов. Справочник по ремонту судовых газотурбинных двигателей. Л., «Судостроение», 1980.  
   3.  А.В. Беззубов, А.А. Козобков, А.И. Шварц.  Устройство и монтаж технологических компрессоров. М., «Недра», 1985.
   4.  Руководство по ремонту и техническому обслуживанию агрегатов ГТК-25 ИМ фирмы «НУОВО – ПИНЬОНЕ» ПО – 01 – 2151. М., «Союзоргэнергогаз», 1988.
   5.  А.Н. Козаченко. Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов. М., «Нефть и газ» 1999.
   6.  Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов (ВРД 39-1.10-006-2000*). М., ООО «ИРЦ Газпром», 2002.
   7.  К.Ф. Отт. Основы технической эксплуатации компрессорных цехов с газотурбинным приводом. М., «ИРЦ Газпром», 1993.
   8.  РД 24. 988. 03-87. Газотермические  покрытия. Материалы, технология и оборудование. Свердловск, ЦНИИИМ, 1988.
   9.  Ю.С. Борисов, Р.А. Носкин. Справочник  механика машиностроительного завода. М., «Машиностроение», 1971.
   10.  Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты. РТМ 108.022.105-77. Регламент технического обслуживания.  М., ВНИИГаз, 1977.
   11.  Временное положение системы планово-предупредительного ремонта ГТУ с  ц. б. нагнетателем. М., ОРГЭНЕРГОГАЗ, 1974.
   12.  Положение о порядке сдачи в ремонт и приемки из ремонта газотурбинных ГПА. М., Мингазпром, 1979.
   13.  Временная инструкция по техническому обслуживанию ГГПА (механическое оборудование). Приложение к «Положению о ППР ГПА с газотурбинным приводом». М., «СОЮЗОРГЭНЕРГОГАЗ», 1980.
   14.  Зарицкий С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. М., Недра, 1987.
   15.  Поляков Г.Н., Яковлев Е.И., Пиотровский А.С., Яковлев А.Е. Эксплуатация и реконструкция трубопроводных  магистралей. М., Машиностроение, 1992.
   16.  Типовой проект организации труда бригады слесарей по ремонту газотурбинных установок. М., Мингазпром, «ЦНИСГАЗПРОМ», 1973.
   17.  Типовой проект организации труда бригады слесарей по ремонту газоперекачивающих агрегатов типа ГТН – 25/76. М., Мингазпром, «ВНИИЭГАЗПРОМ», 1987.
   18.  Типовые структуры управления производством и нормативы численности ИТР и служащих производственно-технических управлений по ремонту и наладке технологического оборудования газотранспортных обществ с ограниченной ответственностью. М., ОАО Газпром,   «ЦНИСГазпром», 2002.
   19.  Прейскурант № 26-05-28. Оптовые цены на капитальный ремонт, диагностику и сервисное обслуживание оборудования и сооружений на объектах ОАО «Газпром». Часть I. Газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводом. М., ОАО Газпром, 2002.

Оглавление

[1] ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ОБРАЗОВАНИЯ                                ГОУ УГТУ-УПИ [2] Кафедра «Оборудование и эксплуатация газопроводов» [3] Ю.Ф. Федяков [4] Ремонт турбомашин и оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов [5] ТЕХНОЛОГИЯ  РЕМОНТА [6] Учебное пособие [7] г. Краснотурьинск [8] УДК 621.418 [9] Автор: Ю. Ф. Федяков   [10] ГОУ УГТУ-УПИ [11] ТЕХНОЛОГИЯ  РЕМОНТА                                                     турбомашин и оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов [11.1] 1. Введение [11.1.1] 1.1 Общие положения [11.1.2] 1.2 Подготовка агрегата к ремонту [11.1.3] 1.3. Обеспечение сменными деталями и материалами [11.1.4] Обязанности эксплуатационного и ремонтного персонала при ремонте ГПА [11.1.5] 1.5. Приемка агрегата из ремонта. [11.2] 2. Разборка ГПА и определение технического состояния узлов и деталей [11.2.1] 2.1 Очистка и промывка деталей ГТУ [11.2.2] 2.2. Определение технического состояния узлов и деталей ГТУ [11.2.3] 2.3. Виды дефектов и неразрушающий контроль ГПА [11.2.4] 2.4. Разборка и дефектовка узлов турбины [11.2.5] 2.5. Разборка и дефектовка нагнетателя [11.2.6] 2.6. Разборка и дефектовка вспомогательного оборудования [11.2.7] 2.7. Очистка и промывка узлов и маслопроводов [11.3] 3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОЛОМАННЫХ И  ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ [11.3.1] 3.1.  Частичное использование изношенных деталей [11.3.2] 3.2.  Восстановление деталей механическим обжатием и раздачей [11.3.3] 3.3.  Клеевые соединения и синтетические клеи [11.3.4] 3.3.1.  Особенности клеевых соединений [11.3.5] 3.3.2. Характеристики клеев и области их применения. [11.3.6] 3.3.3 Технология склеивания [11.3.7] 3.3.4. Техника безопасности при работе с клеями. [11.3.8] 3.4.  Нанесение покрытий газотермическим напылением [11.3.9] 3.5.  Металлизация [11.3.10] 3.5.1.Строение и свойства покрытий. [11.3.11] 3.5.2.  Применение металлизации при ремонте. [11.3.12] 3.6.  Покрытия из керамики и металлоподобных материалов. [11.3.13] 3.7.  Наплавка напылением [11.3.14] Напыление органических полимеров [11.3.15] 3.8.  Сварка и наплавка металлов [11.3.16] 3.8.1 Классификация износов и разрушений деталей. Выбор способов сварки. [11.3.17] 3.8.2. Сварка стальных джеталей [11.3.18] 3.8.3. Сварка чугунных деталей [11.3.19] 3.9.  Наплавочные работы [11.3.20] 3.10.  Гальванические покрытия и химическая обработка металлов. [11.3.21] 3.10.1. Виды гальванических и химических покрытий и их назначение [11.3.22] 3.10.2. Технология гальванических  покрытий и химической обработки. [11.3.23] 3.11.   Приспособления для механической обработки при ремонте [11.3.24] 3.11.1.    Приспособления для обработки на станках [11.3.25] 3.11.2. Приспособления для обработки деталей на месте установки. [11.4] 4.  РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ РЕМОНТНО-МЕХАНИЧЕСКИХ МАСТЕРСКИХ [11.4.1] 4.1. Оборудование РММ [11.4.2] 4.2. Технический контроль. [11.4.3] 4.3. Ремонт гильз ЦБН [11.4.4] 4.4. Технология ремонта ротора. [11.4.5] 4.4.1. Подготовительные работы [11.4.6] 4.4.2. Разлопачивание диска ТВД. [11.4.7] 4.4.3. Разлопачивание ротора ОК [11.4.8] 4.4.4. Опиловка и мелкий ремонт рабочих лопаток турбины, ОК, замковых вставок, концевых уплотнений, упорных дисков, шеек ротора и зубчатых полумуфт. [11.4.9] 4.4.5. Замена дефектных лопаток ротора ОК. [11.4.10] 4.4.6. Подготовка замковых вставок ротора ОК. [11.4.11] 4.4.7. Облопачивание ротора ОК. [11.4.12] 4.4.8. Облопачивание диска  ТВД. [11.4.13] 4.4.9. Замена  уплотнительных  колец  по  газу  и  воздуху. [11.4.14] 4.4.10. Восстановление шеек и упорных дисков ротора. [11.4.15] 4.5.  Ремонт лопаток турбины. [11.4.16] 4.6. Технология ремонта вкладышей и упорных колодок подшипников [11.4.17] 4.6.1. Подготовительные работы. [11.4.18] 4.6.2. Перезаливка и наплавка вкладышей и упорных колодок. [11.4.19] 4.6.3. Ручная заливка. [11.4.20] 4.6.4.  Центробежная заливка. [11.4.21] 4.6.5. Механическая обработка вкладышей подшипников. [11.4.22] 4.7.  Ремонт промвала. [11.4.23] 4.8.  Способ восстановления винтовых масляных насосов (МВН-30-320). [11.4.24] 4.9.  Балансировка роторов. [11.5] 5.   РЕМОНТ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ  ГТУ [11.5.1] 5.1. Ремонт корпусов [11.5.2] 5.2. Ремонт роторов [11.5.3] 5.3. Ремонт зубчатых муфт [11.5.4] 5.4. Ремонт лопаточного аппарата [11.5.5] 5.5. Ремонт подшипников [11.5.6] 5.6. Ремонт центробежного нагнетателя [11.5.7] 5.7. Ремонт камеры сгорания [11.5.8] 5.8. Ремонт турбодетандера [11.5.9] 5.9. Ремонт валоповоротного устройства [11.5.10] 5.10. Ремонт регенераторов [11.5.11] 5.11. Ремонт маслосистемы. [11.5.12] Центровка роторов [11.5.13] 5.13. Ревизия и ремонт системы регулирования [11.5.14] 5.14. Ремонт теплоизоляции [11.6] 6.   СБОРКА   И   ПРИЕМКА   ГТУ   ИЗ   РЕМОНТА [11.6.1] 6.1.  Сборка узлов ГТУ. [11.6.2] 6.2.  Пуск ГТУ и сдача ее в эксплуатацию. [11.7] 7. Общие требования по технике безопасности при выполнении работ на компрессорных станциях [11.7.1] 7.2. Техника безопасности при эксплуатации ГПА и оборудования компрессорного цеха [11.7.2] 7.3. Техника безопасности при ремонтах газоперекачивающих агрегатов [11.7.3] 7.4. Огневые и газоопасные работы. Их проведение в условиях компрессорной станции [11.7.4] 7.5. Требования к проведению работ в галерее нагнетателей со вскрытием нагнетателя [11.7.5] 7.6. Обеспечение пожаробезопасности компрессорных станций [11.7.6] Категории взрыво- и пожароопасности основных зданий и помещений КС [11.7.7] Список литературы

1

1

1