Диссертация (1024744), страница 7
Текст из файла (страница 7)
образование трещин;- разрушение опорных узлов (деталей) подпятника, направляющихподшипников, разрушения дисков подпятника. [83]Припроведениикапитальныхремонтовсчастичнойзаменойдефектных деталей в узлах оборудования, стали проявляться повреждения вмеханической и электрической частях генераторов. При проведении работ помодернизации узлов (деталей) направляющих аппаратов гидротурбинобнаружены усталостные трещины в лопатках, в местах галтельныхпереходов от пера к цапфе лопатки. Усталостные трещины образуются несразу,плоходиагностируютсятрадиционнымиметодамииопасныпроявлением внезапных разрушений детали (узла) оборудования при егопромышленной эксплуатации.
[83]Аварии, вследствие деградации и усталостных разрушений, являютсясамымитяжёлыми,сбольшимиразрушениямиизатоплениемпроизводственных помещений на ГЭС, пример тому – авария на СаяноШушенской ГЭС. [84] На российских ГЭС установлено более 470гидроагрегатов и более 30 лет отработали 430 из них, поэтому в настоящеевремя решение задачи эффективной оценки текущего техническогосостоянияявляетсяжизненнонеобходимой.Дляэтогонеобходимо41комплексное применение традиционных подходов и возникла потребность впринципиально новых радикальных инженерных решениях.
[84]По статистике серьёзных инцидентовинцидент и аварий в сфере энергетики вразных странах мира на основании Международной базызы ENSAD, в которойучтены инциденты на стадии производства электроэнергии и тепла, на всехдругих стадиях энергетических цепей от деятельности по получениюисходного источника энергии до его превращения в электроэнергию илитепло и доставки до потребителя,потребителя, сравнение показывает, что по количествучеловеческих жертв на каждый инцидент гидроэнергетика является одной изсамых опасных техногенных отраслей. [85][В этой связи информационно-метрологическоеинформационно метрологическое сопровождение, оценкатехнического состояния и диагностика на всех стадиях жизненного цикла,эксплуатации энергетического оборудования.Можно выделить следующие методы контроля состояния наиболеечасто повреждаемых узлов гидрогенераторов [86,87,88].[1. Анализ расхода эксплуатационного ресурса.2. Осмотры(визуальныеисиспользованиемэндоскоповидефектоскопия [89,9090].3.
Контроль состояния изоляции обмоток статора.Контроль состояния изоляции обмоток гидрогенератора проводитсякак непрерывно во время работы, так и при периодических обследованиях.При периодических ревизиях наиболее надёжным видом проверки считаетсяиспытаниениепеременногоизоляциитокаобмоткистаторапромышленнойповышеннымчастоты.напряжениемИзмеряютсяследующиепараметры: сопротивление изоляции, тангенс угла потерь, токи утечки,комплексная проводимость,одимость, абсорбционныеабсорбционные характеристики, определяетсязависимость частичных разрядов от напряжения.напряжения4.
Контроль состояния изоляции стали статора.5. Контрольтемпературногосостоянияобмотокстатора.Осуществляетсяся с помощью термосопротивлений, которые закладываютсязакладыв42пазы статора. Разработаны аппаратные и программные средства длявыявления перегревов, используя термосопротивления.6. Контрольвибрации.Существуетвиброконтрольподаннымизмерения вибрации неподвижных частей гидроагрегата и по данным биенийвала [91,92].7. Выявление замыканий листов активной стали сердечника статорапри разобранном генераторе посредством испытания на потери и нагрев илипосредством электромагнитных испытаний сердечника статора [93].8.
Выявлениедефектныхпаяныхсоединенийтепловымитоковихревым методами [94].Внастоящеевремяосновноевниманиеуделяетсясистемамнепрерывного контроля температуры и системам вибрационного контролясостояниягидроагрегатов.Цельюнепрерывногоконтроля,атакжепериодических испытаний, проводимых через промежуток времени от 1 годадо 5 лет, является определение текущего состояния оборудования, а такжевыявлениекакможнобольшегочислаимеющихсядефектов.Набольшинстве станций отсутствуют стационарные системы техническогодиагностирования, а существующие системы непрерывного вибрационного идругого контроля способны лишь в общих чертах дать оценку состоянию,упор делается на периодический контроль вибрационного состояния, а такжена осмотр конструктивных узлов, что не дает полной картины состояниягидроагрегата.
[95]Измерение вибрации и биения вала позволяет оценить уровеньвибрации и установить, какие возмущающие силы - механические,гидравлические или электрические - вызывают повышенную вибрацию, ноне дает возможность определения причин возникновения этих возмущающихсил. Можно выделить только характерные признаки их проявления.Характерным признаком наличия гидравлических возмущающих сил является исчезновение или значительное снижение вибрации при переводегидроагрегата в режим синхронного компенсатора с освобождением от воды43камеры рабочего колеса. Гидродинамические возмущающие силы впроточной части гидротурбины возникают по многим причинам.
Передаютсяони либо непосредственно на обтекаемые элементы конструкции проточнойчасти, вызывая их вибрации, либо возбуждая переменные составляющиемомента(мощности)относительноосивращения,атакжеосевойгидравлической силы рабочего колеса.Изанализаприменяемыхсредствиметодовизмерительно-вычислительного сопровождения следует отметить, что в настоящее времяпрактическиотсутствуютмногофакторныематематическиемодели,адекватно описывающие гидроагрегат и обеспечивающие моделированиедефектов в необходимом объёме.
Традиционные подходы не обеспечиваютполучение устойчивых во времени диагностических признаков дефектов,поэтому основными параметрами являются амплитудные предельныезначения. Преимуществами подобных подходов является возможностьавтоматизациипроцессовмониторинга,арезультатымогутбытьиспользованы для получения экспертных оценок. [95]Основным подходом оценки динамики и текущего техническогосостояния гидроагрегата является измерение параметров вибрации, биениявала и параметры генератора.
Вибрационные параметры являются косвенными и определяются эффектами, возникающими при функционированиигидроагрегата. Воздействующие факторы влияют на вращение турбины, нокинематические параметры не измеряются применяемой аппаратурой,которая, к тому же, имеет низкую точность. В связи с этим результатыизмерений не содержат информацию пригодную для принятия эффективныхрешений в оценке текущего технического состояния и требуют экспертнойоценки. Измерение вибрации позволяет получить только статистическиехарактеристикио функционирующем гидроагрегате и его техническомсостоянии.Системы сбора информации о вибрации узлов гидроагрегата (системыдатчиков) принципиально не совершенствуются.
Работают принципы,44заложенные еще в середине прошлого века, с редкими улучшениями имодернизациями. Совершенствуются в основном только системы обработкиинформации (экспертные системы, основанные на методах нечеткой логики,нейронных сетей).Следуетотметить,чтохотяисозданыосновныеэлементыавтоматизации систем мониторинга, в то же время практически отсутствуютизмерительные вычислительные комплексы, которые могут стать основойединой измерительной технологии поддержки всего жизненного циклагидроагрегатов, особенно на этапе эксплуатации.1.2.3.
Задачи метрологического сопровождения редукторов изубчатых передач и подшипников качения.Однойизинтеллектуальныхважныхзадачявляетсяинформационныхсистемразработкаисоздание(ИИС), применяемыхнатранспорте. Построение подобных систем невозможно без полученияизмерительной информации о функционировании основных элементовконструкции, включая зубья шестерен редукторов, подшипников качения.Интеллектуальные измерительные системы включают решение задачдиагностики, мониторинга и прогнозирования их работы в реальномвремени.
[96 - 101]Похожие задачи ставятся и при обеспечении жизненного циклаподшипников качения. Процесс создания опор качения имеет сложный инеоднозначныйхарактер.Оннеразрывносвязанснаучнымиисследованиями, поиском и анализом альтернативных вариантов конструктивных решений. Рассеяние характеристик механических свойств материалови их несущей способности является объективным свойством конструкционных материалов и, следовательно, проектируемых деталей машин.Недостаточный научный уровень методов расчетов и низкая точностьзначений физических характеристик конструкционных материалов (модуляупругости, модуля сдвига, твердости и др.) и параметров физических45процессов (коэффициента трения, виброскорости, давления и др.) непозволяют на этапе разработки конструкции получить окончательное решение.
В связи с этим выбор и обоснование новых технических решений требует значительных усилий, постановки экспериментов и неизбежногобольшого объема различных испытаний. В подшипниковой промышленностиосновным методом исследования являются испытания на ресурс, в процессекоторых оцениваются вибрация, температура и износ, определяемыйинструментальным осмотром поверхностей при периодической разборкеподшипника в процессе испытаний.
На основе подобной методикиосуществляется выбор варианта конструкции, подбор пар трения, комплексное изучение прочности и износостойкости деталей, уточнение их конструктивных форм взаимодействующих поверхностей. [102 - 114]Проблемойявляютсядорогостоящиеиспытанияподшипников,особенно крупногабаритных, берущихся от промышленной партии. В связи сэтим стоит задача разработки методов исследования подшипников и методикускоренных испытаний.
Таким образом, испытания сопровождают все этапыжизненного цикла подшипников, а сложившееся неудовлетворительноеположение в отработке конструкций связано с недостаточностью научныхзнаний и низкого метрологического уровня традиционных методов и средствдиагностики. И, как следствие, испытания имеют недопустимо большойобъем, длительные сроки и требуют значительных затрат. Закономерно, чтоостаются нерешенные проблемы, и доводка конструкции продолжается наэтапе эксплуатации.Следует выделить группу общих задач информационной измерительновычислительной поддержки жизненного цикла подшипников качения:- разработка методов испытаний, построенных на единых научныхпринципах для всех этапов жизненного объекта;- применение минимальной номенклатуры измеряемых физическихвеличин;46- создание единого методологического подхода к оценке текущеготехнического состояния опор качения.1.3.
Обоснование применения фазохронометрического подходапостроенияЕдинойинформационнойизмерительнойтехнологииподдержки жизненного цикла объектов машиностроенияВ сложившихся условиях в отечественной науке и технике ведутсяперспективныеоборудованияразработкиимашинпроцессов,имеханизмов,использующихтехнологическогофорсированныережимыэксплуатации, требующих достижения и поддержания экстремальныхпараметров, что также требует развития средств диагностики и контроля.Принципиально неустранимый фактор времени обнаруживается еще настадияхзаготовительныхнаследственныхсвойствопераций(например,конструкционныхблагодарявлияниюматериалов,износуобрабатывающего инструмента, нестабильности энергопитания и т.п.) ипроявляется во все большей степени по мере возрастания продолжительностиэксплуатации изделия (деградация параметров, неравномерность износа).Надежность и долговечность машин и механизмов в наибольшей степениопределяется сопровождающими их функционирование динамическимиэффектами (виброактивность, трение, цикловая усталость и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
