Феррографический метод оценки технического состояния авиадвигателей

Из табл. 3 следует, что содержание частиц износа размером до 5 мкм в маслосистеме исправного двигателя составляет всего около 50%.

Это свидетельствует о значительном различии в распределении частиц по размерам в стандартном образце, изготовленном согласно методики, и в поступающих на анализ пробах.

Для измерения содержания металлов в пробах масел используютя отечественные спектрометры типа МФС-7 (зарубежные аналоги MOA, Spectroil), где проба в дуговой разряд вводится из ванночки с помощью вращающегося электрода.

На рис. 26 приведены градуировочные графики для Cu, полученные в авиационно-техническом центре ОАО «Аэрофлот» на спектрометре MOA фирмы Baird. Графики получены для трёх типов образцов, изготовленных на основе введения в чистое масло МС-8П примесей различных форм: 1 – металлоорганического раствора (СО Conostan); 2 – естественных частиц износа, смытых с масляного фильтра ГТД типа Д-30КП / КУ / КУ-154; 3, 4 – порошка оксида меди с частицами различной крупности.

Рис. 26. Градуировочные графики, построенные по СО, изготовленным на основе масла МС-8П из стандартного образца Conostan, натуральных частиц износа, выделенных из масла исправных двигателей, и частиц оксида меди различной крупности:

1 – Conostan;

2 – частицы износа;

3 – Cu (5 мкм);

4 – Cu (10 мкм)

Очевидно, что при отсутствии влияния размеров частиц на интенсивность сигнала градуировочные графики должны быть представлены в виде единой градуировочной зависимости. Однако рис. 26 демонстрирует зависимость интенсивности сигнала I и наклона градуировочного графика от размеров частиц определяемого элемента. Такая зависимость не позволяет точно определить содержание продуктов износа в пробах масла только по СО. Это связано с тем, что изменяющееся в процессе эксплуатации двигателя распределение по размерам реальных частиц износа в пробах не будет совпадать с заданным, постоянным распределением частиц в стандартном образце.

Способ подачи пробы в дуговой разряд из ванночки на вращающемся электроде должен снизить случайную погрешность. Известно, что в разогретом электродом масле наиболее крупные и тяжёлые частицы металла осаждаются на дно ванночки, а в формировании сигнала в основном участвуют мелкие. Такая сепарация частиц по размерам действительно снижает вероятность случайной ошибки за счёт уменьшения погрешности в размерах частиц пробы, но в то же время приводит к занижению сигнала в результате потери крупных частиц (уменьшение наклона градуировочного графика).

Известно, что при атомно-эмиссионных измерениях величина сигнала (интенсивность линии) пропорциональна испарившейся массе частиц металла. Из табл. 3 следует, что 16 частиц размером 40 и 50 мкм составляют по массе 87% от оставшихся частиц, т.е. основное содержание металла в пробе масла можно определить по нескольким крупным частицам.

Представленный материал показывает, что различие форм содержания металлической примеси в СО и в анализируемой пробе может привести к значительным систематическим погрешностям. Тем не менее, в нормативных документах эти погрешности не учитываются.

Результаты спектральных измерений не дают точной оценки технического состояния узлов и агрегатов ГТД, омываемых маслом.

Один из показателей оценки технического состояния маслосистемы двигателей – увеличение содержания металла в масле в случае возникновения и развития дефекта.

Однако весь опыт диагностирования ГТД по результатам атомно-эмиссионных и атомно-абсорбционных измерений свидетельствует, что этот принцип выдерживается не всегда. Даже в двигателях, снятых с эксплуатации в связи с появлением «стружки» в масле, а также частиц износа на магнитных пробках и маслофильтрах (дефект подтвердился при заводских исследованиях), результаты измерений содержания металлов в пробе масла зачастую не превышали граничных значений. Это является прямым нарушением принципа идентичности разноразмерных фракций. Одной из причин пропуска дефектов может быть несоответствие форм содержания металла в СО и анализируемой пробе.

Поэтому создание унифицированного долговечного стандартного образца, где металлическая примесь содержится, например, в виде металлоорганического комплекса, а в анализируемой пробе – в частицах износа, не повысит эффективность диагностирования маслосистемы ГТД.

С помощью такого унифицированного СО можно проверить работоспособность спектрометра, соответствие его параметров установленным значениям и т.д. Но точность измерений содержания частиц в реальных пробах масел при этом не повысится.

Необходимо рассмотреть ещё один вопрос, связанный с пределами обнаружения атомно-эмиссионных спектрометров. В нормативной документации граничные значения, при которых двигатель может (не может) эксплуатироваться, даны только для двух элементов – железа и меди. Между тем МФС и другие типы спектрометров могут одновременно определять до 20 химических элементов, которые входят в состав сплавов. С другой стороны, в работах по спектральному анализу констатируется, что при прямых измерениях металлической примеси (без предварительной пробоподготовки) предел обнаружения по меди и железу составляет около 1 г/т.

Статьи о транспорте:

Выбор наиболее эффективного варианта комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ
Для выполнения технико-экономических расчетов сравним козловой двухконсольный кран и мостовой, и выберем наиболее эффективный вариант. Строительство складов и оснащение их современными средствами механизации и автоматизации требуют значительных капиталовложений. Определение количества мостовых к ...

Определение годовой программы ТО и диагностики автомобилей
Определим число КР по каждому автомобилю в отдельности по формуле [3] (1.7) где lо – пробег автомобиля от начала эксплуатации или ее возобновления после КР до начала планируемого года, км; Lпл.г – плановый годовой пробег автомобиля, км. Число КР для первого автомобиля ЗИЛ-131 равно . Резуль ...

Преимущества и недостатки пружинных стоек
Направляющая пружинная стойка представляет собой развитие подвески на двойных поперечных рычагах. Верхний рычаг здесь заменен точкой крепления на брызговике крыла кузова, где опирается шток стойки и пружина подвески. В этой точке воспринимаются силы во всех направлениях, которые, со своей стороны, ...