Современная газотурбинная установка (ГТУ) состоит из множества компонентов, постоянно испытывающих повышенные механические и термические нагрузки, требующих периодических замен или ремонта. Рабочий ресурс камер сгорания, лопаток и других компонентов, подверженных повышенным нагрузкам и температурам, не всегда выдерживается из-за особенностей эксплуатации.
Ремонт ГТУ трудоемкий и дорогостоящий процесс, требующий привлечения высококвалифицированных специалистов с использованием специального измерительного оборудования и инструментов. Это могут быть виброанализаторы, лазерные системы контроля геометрии проточной части и центровки валов.
Ремонт лопаток турбин
Производительность и рабочий ресурс турбины во многом зависят от состояния лопаток газовых турбин, которые подвержены воздействию высоких нагрузок и температур, при этом они подвергаются коррозии и деформации.
Чаще всего встречаются следующие типы повреждений лопаток:
- Коррозия и износ по краям, язвы на плоскости лопаток из-за повышенной температуры, что приводит к изменению аэродинамических параметров, к снижению прочности.
- Трещины на кромках, а в отдельных случаях и более серьезные повреждения лопаток из-за проникновения в проточный тракт турбины инородных тел.
- Механические трещины и повреждения лопаток из-за эффекта термической усталости материала.
- Нарушения в структуре материала из жаропрочных сплавов, вызываемые перегревом и высокой механической нагрузкой.
Процесс ремонта лопаток газовых турбин включает следующие операции и технологии:
- Исследование структуры металлического сплава методами металлографии.
- Оценка целостности и состояния покрытия металла.
- Снятие покрытия в области повреждений с помощью пескоструйной технологии и последующая полировка мест повреждений.
- Предварительная подготовка к устранению выбоин и трещин.
- Устранение повреждений с помощью сварки и наплавления.
- Термообработка, нанесение и восстановление защитного покрытия.
Ремонт топливных клапанов
Любые нарушения в работе топливных клапанов способны изменить температурный режим ГТУ, вызвать неравномерный нагрев отдельных компонентов, что часто является одной из причин износа и выхода из строя отдельных компонентов турбины. Своевременные замена и ремонт топливных клапанов повышают надежность турбины и сроки эксплуатации ГТУ.
Точная и эффективная работа перепускных клапанов продлевает эксплуатационный ресурс подшипников и запорных дисков, а также позволяет повысить экономичность газовых турбин.
Техническое обслуживание и ремонт топливных и перепускных клапанов выполняются в строгом соответствии с рекомендациями изготовителей. На отечественном рынке наиболее широко представлена продукция таких компаний как, Meggitt, Woodward.
Устранение трещин в соплах турбин
Растрескивание в корпусных деталях турбин вызывается периодически повторяющимися циклами нагревание-остывание. Для выявления объема дефектов, места растрескивания очищают и устанавливают размер повреждений методами неразрушающего контроля (МПД, УЗК, цветная дефектоскопия, метод вихревых токов и т.д.).
Если размер трещины превышает допускаемые по ГОСТ размеры, выполняют внеплановую замену детали. Подобный дефект в снятой на ремонт детали может быть устранен посредством выборки металла вокруг трещины и последующего наложения сварочного шва. Затем выполняют механическую и термическую обработку шва, наносят теплозащитное покрытие. Отремонтированная деталь отправляется в ремонтный фонд и может быть использована в дальнейшем для замены другой поврежденной.
Прочее оборудование
Повысить производительность газовой турбины позволяет своевременная замена и ремонт статорных направляющих и регулируемых лопаток (IGV и VSV).
Используемое в ГТУ насосное оборудование отличается надежностью и износостойкостью, но при этом требует технического обслуживания в соответствии с требованиями производителя.
Среди других неисправностей ГТУ наиболее часто встречаются загрязнения в топливных трубопроводах и горелках из-за недостаточной очистки газа. Что приводит к нарушению температурного режима на выходе турбины и может сопровождаться поломкой лопаток.
Своевременный плановый осмотр ГТУ и в полном объеме выполненный ремонт отдельных компонентов являются необходимой технической процедурой в процессе эксплуатации газотурбинного оборудования.