Ремонт АТ

 

Содержание.

1. Введение                                                                                                         3-7
2. Очистка (удаление нагара)        8
3. Снятие покрытия          8
4. Очистка           8
5. Контроль (внешнего вида, пенетрантами,      магнитопорошковый, размерный)       9
6. Слесарная (выработка дефектов)       11
7. Очистка           11
8. Контроль (пенетрантами, магнитопорошковый)     11
9. Очистка (подготовка к сварке)                 12
10. Сварка            12
11. Очистка           13
12. Термообработка (отжиг в среде аргона)      13
13. Слесарная (удаление излишнего сварочного материала)   13-14
14. Очистка (подготовка к контролю)       14
15. Контроль (внешнего вида, пенетрантами,                               магнитопорошковый, размерный)       14
16. Очистка           14-15
17. Термообработка (оксицирование)       15
18. Очистка           15-16
19. Нанесение покрытия («Элкот С4», 1 слой)      16-17
20. Наклёпывание          18
21. Контроль («Элкот С4», 1 слой)                 18
22. Нанесение покрытия («Элкот С4», 2 слой)      18-19
23. Контроль («Элкот С4», 2 слой)                 19
24. Дробеструйная          20-21
25. Контроль (внешнего вида)        21
26. Упаковывание          21

Список  использованной литературы       22 
 
 
 
 

    В данном курсовом проекте разработан технологический процесс ремонта  рабочих лопаток осевого компрессора MS 3002. 
 
 
 
 
 
 

    Введение 

      В процессе работы осевого компрессора  происходит повреждение его рабочих  лопаток, что может привести к  снижению как эффективности, так  и надёжности его работы. В связи  с этим необходимо по истечении определённого срока эксплуатации проводить ремонт лопаточного аппарата компрессора. В данном курсовом проекте разработан технологический процесс ремонта рабочих лопаток осевого компрессора MS 3002 с приведением всей необходимой документации, которая сопровождает весь процесс ремонта

       Одна  из наиболее распространенных причин -попадание посторонних предметов (IIIШ) в проточную часть двигателя. По данным ГОС НИИ ЭР AT до 30...40% досрочных  съемов двигателей происходят именно по этой причине. Повреждения на кромках  лопаток компрессоров в виде забоин, вмятин и т.д. становятся концентраторами напряжений и понижают вибропрочность лопаток. Возможность существования таких повреждений учитывается при проектировании лишь коэффициентом запаса, не всегда достаточным для компенсации их отрицательного влияния. Несмотря на предпринимаемые меры защиты двигателей от попадания посторонних предметов, появление во время эксплуатации таких дефектов является реальным фактором, влияющим на надежность. В результате снижается безопасность полетов, возникают дополнительные затраты на восстановительные работы, задержку рейсов, выплату компенсаций. 
 

          

       Одной из причин снижения ресурса работы авиационных двигателей является низкая эрозионная стойкость лопаток. Наиболее интенсивный износ лопаток авиадвигателей наблюдается при работе вертолетного двигателя в тропическом (или морском) климате и на песочных почвах, при этом поверхностный слой лопаток интенсивно разрушается из-за коррозионного и эрозионного воздействий. 
              Степень и характер эрозионного износа компрессорных лопаток зависят от дисперсного состава пыли и ее количества, а также от скорости потока несущего винта.  Коррозионные повреждения чаще всего возникают в морском климате, где воздух представляет собой взвесь морской воды и частиц пыли. При этом скорость коррозии увеличивается с повышением температуры в компрессорной части двигателя, которые достигают величины 500 ^оС и выше для компрессоров высокого давления  
    Известно много видов защитных покрытий лопаток компрессора: гальваническое, лакокрасочное, эмалирование, конденсационно-вакуумное. 
    Гальваническое покрытие типа никель-кадмиевое используется на лопатках компрессора для защиты от коррозии, но эрозионная стойкость и температура эксплуатации (до 300 ^оС) у него очень низкая. При чем, во время процесса снятия и нанесения покрытия необходимо учитывать возможность наводораживания основного металла лопатки, что отрицательно сказывается на ее механических свойствах 
    Лакокрасочное покрытие на основе эпоксидной эмали, нанесенное в 5–7 слоев также защищает лопатки от коррозии, однако, как и никель-кадмиевое покрытие, оно имеет низкую температуру эксплуатации. Эрозионная стойкость вследствие эластичности покрытия немного выше, чем у никель-кадмиевого, поэтому эпоксидное покрытие используют на лопатках направляющего аппарата компрессора вертолетного двигателя. 
    Процесс эмалирования представляет собой нанесение суспензии на основе глины и никелевого порошка с последующим отжигом при температуре 1000 ^оС. Эмалирование лопаток считается выгодным, если лопатки необходимо защитить от высокотемпературной коррозии. В этом случае температура эксплуатации повышается до 400 ^оС. Однако такая лопатка еще в большей степени подвержена эрозионным повреждениям, поскольку эмалированная поверхность подвержена к охрупчиванию в вышеописанных условиях эксплуатации. 
    Одно из перспективных покрытий – конденсационно-вакуумное покрытие. Из- вестно,что покрытие из нитрида титана имеет не только хорошую коррозионную стойкость (1 балл по пятибалльной шкале [3]), но и повышенную эрозионную стойкость (0,019 – 0,028 г/мин [3]). Температура эксплуатации покрытия из нитрида титана достигает 350 ^оС. Такое покрытие, имеющее толщину в несколько микрон (от 2-3 мкм) позволяет двигателю отрабатывать по 2-3 межремонтных ресурса (т.е. 1500-2100 часов). Однако, и при таких наработках идет существенный износ лопаток. На рис. 1 показаны рабочие лопатки компрессора (а), направляющие лопатки (б) и направляющий аппарат (в) вертолетного двигателя, отлетавшего 2987 часов. Как видно имеются значительные эрозионные повреждения, которые не допустимы техническими условиями на детали, следовательно, такие лопатки подлежат забракованию.

 

    Чтобы повысить межремонтный ресурс деталей, коррозионную и эрозионную стойкость, и рабочие  температуры покрытия, в материал покрытия при его напылении было решено ввести цирконий. Цирконий имеет исключительную коррозионную стойкость во многих агрессивных средах, устойчив в воде и водяных парах до +300 ^оС. 
    Экспериментальные исследования. В процессе экспериментов на рабочие лопатки компрессора (титановый сплав ВТ–8) наносилось покрытие из TiZrN (нитрида титана-циркония) в установке «Булат–6». Покрытие из TiZrN получилось желтовато-золотистого цвета толщиной 5–5,5 мкм ( рис. 2).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЛОПАТКА РАБОЧАЯ ОК MS – 3002

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Очистка (удаление нагара).

1. Очистить  лопатки в парах трихлорэтилена. Лопатки располагать вертикально  пером вниз.

2. Очистить  хвостовик лопатки с помощью вращающейся проволочной щётки. Очистка должна обеспечивать чистую блестящую поверхность. Не прижимать сильно хвостовик к щётке, чтобы не вызвать ухудшение поверхностей хвостовика.

3. Установить  на хвостовик лопатки защитное  приспособление.

4. Очистить  перо лопатки обдувкой абразивными  зёрнами. Кромки лопаток обдувать  под углом 30…60⁰ к направлению струи.

Примечание: Если лопатки имеют покрытие, нет  необходимости удалить его обдувкой абразивными зёрнами. На данной операции необходимо удалить лишь турбинные отложения.

5. Снять  защитное приспособление с хвостовика  лопатки.

6. Заполнить  карту ремонта.

7. Транспортировать  партию лопаток на участок  снятия покрытия (при наличии  покрытия) или на участок контроля (при отсутствии покрытия). 
 

2. Снятие покрытия. 

1. Уложить  лопатки в контейнер для травления  вертикально пером вверх.

Примечание: Защита хвостовика лопатки не требуется.

2. Погрузить  контейнер с лопатками в бак  с раствором для снятия покрытия            (5…15 гр. порошка на 1литр воды).

Примечание: При погружении деталей раствор начнет шипеть и искриться (газироваться) вследствие химической реакции раствора с покрытием.

3. Извлечь  контейнер с лопатками из бака  с раствором (по прекращению  газирования и шипения в баке).

4. Тщательно промыть лопатки проточной водой и зачистить их пластиковой  щеткой.

5. Просушить  лопатки в сушильной печи.

6. Заполнить  карту ремонта 

3. Очистка.

   Технические требования.

1). Данную операцию выполнять только для лопаток после снятия с них покрытия (после  операции 025). 

1. Очистить перо лопатки обдувкой абразивными зернами. Кромки лопаток обдувать под углом 30…60  к направлению струи.

2.  Снять защитное приспособление с хвостика лопатки.

3. При необходимости очистить хвостик лопатки при помощи вращающейся защитной щетки. Очистка должна обеспечивать чистую блестящую поверхность.

Заполнить карту ремонта. 
 
 

4. Контрольная.

1. Заполнить  исходные данные в карте контроля  на каждую лопатку (см. приложение  4).

2. Произвести  контроль внешнего вида лопаток.

3. Произвести  контроль лопаток пенетрантами.

4. Произвести  контроль лопаток магнитопорошковым  способом в продольном и поперечном  направлении с двух сторон  пера лопатки.

5. Произвести  контроль геометрических размеров  пера лопатки. Контролировать  высоту лопатки, и если она меньше номинальной, отметить это в карте контроля для информации на участке сварки.

6. Отметить  в карте контроля и на деталях  все обнаруженные дефекты.

Указать размеры и характер повреждений  в карте контроля.

7. По  результатам контроля отобрать  лопатки, повреждения которых не превышают ремонтные допуски. 

Лопатки с повреждениями превышающие  ремонтные допуски – забраковать.

8. Снять  копию с карт контроля лопаток  подлежащих ремонту. 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

5. Слесарная (выработка дефектов).

1. Осмотреть лопатку. Определить повреждения подлежащие ремонту и способ ремонта.
2. Дефекты в пределах допуска на сварку разделать. Кромку разделки не закруглять.
3. Дефекты находящиеся за пределами допуска на сварку, но допустимые к устранению слесарной обработкой зашлифовать.
4. Удалить все имеющиеся трещины.

Примечание: При наличии трещин, выходящих  за пределы ремонтных допусков, лопатку  забраковать.

5. Произвести рихтовку лёгкими ударами молотка деформированных участков лопатки. После рихтовки осмотреть лопатку на предмет выявления трещин, в случае их появления – устранить согласно переходов 2, 3, 4.
6. Лопатки, прошедшие контроль пенетрантами (операция 045) и имеющие не выбранные дефекты, обработать согласно переходов 2, 3, 4.

Примечание: Флуоресцирующий пенетрант, проникший в трещину, сохраняет свои свойства в течении нескольких часов (2…3 ч). Если выборка трещины производится сразу же после контроля, слесарь может в лучах ультрофиолетовой лампы обнаружить трещины.

7. Заполнить карту ремонта.

 

6. Очистка

1. Очистить лопатки в парах трихлорэтилена. Лопатки располагать вертикально пером вниз.
2. Установить на хвостовике лопатки защитное приспособление.
3. Очистить перо лопатки обдувкой абразивными зёрнами. Кромки лопаток обдувать под углом 30…60⁰ к направлению струи.
4. Снять защитное приспособление с пера лопатки.
5. При необходимости очистить хвостовик лопатки при помощи вращающейся проволочной щётки. Очистка должна обеспечивать чистую блестящую поверхность. Не прижимать сильно хвостовик к щётке, чтобы не вызвать ухудшение поверхности хвостовика.

 

7. Контроль (пенетрантами, магнитопорошковый). 

1. Произвести  контроль лопаток пенетрантами.
2. Произвести контроль лопаток магнитопорошковым способом в продольном и поперечном направлении с двух сторон пера лопатки.
3. Если обнаружены невыбранные дефекты, находящиеся в пределах ремонтных допусков повторить операцию 040.
4. Если на лопатке обнаружены дефекты, превышающие ремонтные допуски – лопатки забраковать.
5. Заполнить карту ремонта.

 
 

8. Очистка (подготовка к сварке)

1. Очистить  лопатки в парах трихлорэтилена. Лопатки располагать вертикально пером вниз.

2. Установить  на хвостовике лопатки защитное  приспособление.

3. Очистить  перо лопатки обдувкой абразивными  зёрнами. Кромки лопаток обдувать  под углом 30…60⁰ к направлению струи.

4. Снять  защитное приспособление с пера лопатки.

5. Заполнить  карту ремонта. 
 

9. Сварка.

1. Загрузить в камеру для сварки в контролируемой атмосфере 6…8 лопаток подготовленные к сварке, присадочную проволоку, партию заточенных вольфрамовых электродов.

 

Примечание: Если лопатки после очистки не были сварены в тот же день, то необходимо перед сваркой очистить их в парах трихлорэтилена                                (см. операцию 050 переход 1).  

2. Произвести  контрольную проверку чистоты атмосферы  в камере путём сварки на титановом образце.
3. Зафиксировать лопатку в тисках в положении удобном для сварки.
4. Произвести наплавку повреждённых участков с припуском на механическую обработку 1,0…2,0 мм.

 

Технические требования.

Запрещается производить сварку на поверхности  лопатки за пределами допусков на сварку. 

5. Не допускается  касание вольфрамовым электродом сварочной  ванны.

Примечание: При случайном касании сварочной  ванны вольфрамовым электродом немедленно прекратить процесс сварки. Лопатки  отправить на слесарный участок. Вырезать участок внедрения вольфрама в материал лопатки. Произвести очистку как указано в операции 050 и продолжить сварку.

6. После сварки лопаток произвести контроль внешнего вида. Трещины, непровары, подрезы не допускаются. В случае их обнаружения отправить лопатки на слесарный участок, повторив операцию 040 и все последующие по технологии.

 
 
 
 

10. Очистка.

.

1. Очистить лопатки в парах трихлорэтилена. Лопатки располагать вертикально пером вниз.
2. Установить на хвостовике лопатки защитное приспособление.
3. Очистить перо лопатки обдувкой абразивными зёрнами. Кромки лопаток обдувать под углом 30…60⁰ к направлению струи.
4. Снять защитное приспособление с пера лопатки.
5. При необходимости очистить хвостовик лопатки при помощи вращающейся проволочной щётки. Очистка должна обеспечивать чистую блестящую поверхность. Не прижимать сильно хвостовик к щётке, чтобы не вызвать ухудшение поверхности хвостовика.

 

11. Термообработка (отжиг в среде аргона).

1. Уложить лопатки на подставки реторты
2. Примечание: Применять реторты с маркировкой «ТО – Ар» (термообработка в аргоне). Не допускается термообработку проводить в ретортах, предназначенных для хромирования (маркировка «Хр») или алюминирования (марнкировка «Ал»).
3. Расположить три термопары в соответствии с К. Э. 20. 350. 00001.
4. Закрыть реторту и засыпать песок в затвор крышки реторты.
5. Произвести цикл термообработки Ач № 17 в соответствии с                                К. Э. 20. 350. 00002 (см. рис. 3). Отсчёт времени (1 ч) начинать когда температура на самой холодной термопаре превысит 670⁰С.

Примечание: 1) До температуры 550…560⁰С нагрев со скоростью 20…30⁰С/мин.

2) До температуры 690⁰С нагрев со скоростью 10…15⁰С/мин.

3) До температуры 400⁰С охлаждение со скоростью 25…30⁰С/мин.

4) Дальнейшее охлаждение со скоростью  10…15⁰С/мин.

5. После  остывания разгрузить реторту.

6. Заполнить  журнал контроля технологического  процесса печи.

7. Заполнить  карту работы термопар.

8.Заполнить  карту ремонта. 
 

12. Слесарная (удаление излишнего сварочного материала).

1. Удалить лишний сварочный материал с пера лопатки до получения исходного контура и профиля пера лопатки.

Примечание: Эскизы с размерами приведены  в приложении 7.

2. Закруглить входную и выходную кромку согласно требований эскизов, приведённых в приложении 7.
3. Если торец пера лопатки восстановлен сваркой, установить лопатку в приспособление и произвести разметку высоты пера лопатки в соответствии с требованиями карт эскизов, приведённых в приложении 7.
4. Обработать торец пера лопатки согласно разметки.

Примечание: Линия разметки (после обработки) должна оставаться видна (припуск 0,3…0,8мм).

5. Острые кромки лопатки притупить.
6. Шероховатость поверхности окончательно обработанной лопатки должна быть не более Ra 063/

 
 

13. Очистка (подготовка к контролю). 

1. Очистить  лопатки в парах трихлорэтилена. Лопатки располагать вертикально  пером вниз.
2. Установить на хвостовике лопатки защитное приспособление.
3. Очистить перо лопатки обдувкой абразивными зёрнами. Кромки лопаток обдувать под углом 30…60⁰ к направлению струи.
4. Снять защитное приспособление с пера лопатки.
5. При необходимости очистить хвостовик лопатки при помощи вращающейся проволочной щётки. Очистка должна обеспечивать чистую блестящую поверхность. Не прижимать сильно хвостовик к щётке, чтобы не вызвать ухудшение поверхности хвостовика.

 

14. Контроль (внешнего вида, пенетрантами, магнитопорошковый, размерный).

1. Произвести контроль внешнего вида лопаток.

Примечание: Кромки должны быть закруглены, острые фаски и заусенцы удалены. Деформация лопаток не допускается.

2. Произвести контроль лопаток пенетрантами.
3. Произвести контроль лопаток магнитопорошковым способов в продольном и поперечном направлении с двух сторон пера лопатки.

Примечание: Трещины не допускаются.

4. Произвести контроль геометрических размеров лопатки. Контролировать высоту, толщину, и хорду лопатки, радиусы входной и выходной кромок.

Примечание: Геометрические размеры пера лопаток  каждой ступени приведены в приложении 7.

5. Лопатки должны отвечать ремонтным допускам и соответствовать геометрическим размерам. При обнаружении дефектов в зоне сварки, повторить операцию 040 с все последующие по технологии. При обнаружении дефектов, превышающих ремонтные допуски – лопатки забраковать.

 

15. Очистка.

1. Очистить лопатки в парах трихлорэтилена. Лопатки располагать вертикально пером вниз.

Примечание: Уделить особое внимание чистоте  пера лопатки после очистки. Не допускается  касание пера лопатки, попадания  масла и других загрязнений. При  транспортировке лопаток укладывать их в тару на чистую фильтровальную лабораторную бумагу.

2. Транспортировать партию лопаток на участок покрытия «Элкот С4».

 
 

16. Термообработка (оксицирование).

Технические требования.

1. На пере лопатки не допускаются отпечатки пальцев, масла и других загрязнений.

 

1. Нагреть лопатки  в электропечи.
2. Заполнить журнал контроля технологического процесса работы печи.
3. Выгрузить лопатки из печи, осмотреть их после остывания. Цвет поверхности лопаток должен быть от темно – серого до синего и может меняться на поверхности в этих пределах.
4. Уложить лопатки в пластмассовые корзины на чистую фильтровальную лабораторную бумагу и накрыть их сверху этой же бумагой. Недопускается касание пера лопатки.

 
 

17. Очистка.

Технические требования.

1. Срок между очисткой (операция 107) и нанесением покрытия (операция 110) не должен превышать 24 часа. Поэтому, необходимо консультироваться с участком покрытия в необходимости очистки, для того, чтобы выдержать вышеуказанный срок.
2. Уделить особое внимание чистоте пера лопатки. На пере лопатки не допускаются отпечатки пальцев, масла и других загрязнений.

 

1. Очистить  поверхность пера лопатки обдувкой абразивными зёрнами. Струю абразива направлять под углом 30…60⁰ к плоскости лопатки. Замковую часть не обрабатывать. Цвет поверхности пера должен быть светло – серым по всей поверхности.

Примечание: На поверхности пера лопатки не допускаются окисные плёнки и другие загрязнения.

Технические требования.

1. Для обеспечения чистоты обрабатываемой поверхности обдувку абразивными зёрнами проводить только чистым электрокорундом. После обработки 2…3 комплектов абразив заменить новым.
2. Обработку проводить в установке специально выделенной для операции 107 (другие операции в этой камере проводить запрещается).

 

2. Обернуть  перо каждой лопатки фильтровальной лабораторной бумагой, уложить их в  тару на чистую фильтровальную лабораторную бумагу.
3. Заполнить карту ремонта. Отметить в карте время и дату выполнения операции 107.
4. Транспортировать партию лопаток на участок нанесения покрытия             «Элкот С4».