СПОСОБ РЕМОНТА ТОПЛИВНОГО КОЛЛЕКТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2005 года по МПК F28G11/00 

Изобретение относится к способам ремонта деталей газотурбинных двигателей, в частности к способам ремонта топливных коллекторов газотурбинных двигателей, и может найти применение в авиадвигателестроении, судостроении, энергетическом машиностроении и других отраслях промышленности.

При эксплуатации двигателя внутренние стенки полости коллектора закоксовываются, что приводит к уменьшению проходного сечения, и, как следствие, - к закрытию дозирующих каналов форсунок, нарушению параметров температурного поля камеры сгорания, к ухудшению запуска двигателя и выходу из строя лопаток турбины, поэтому при ремонте коллекторов задача очистки коллектора от коксоотложений является одной из важных задач.

Известен способ очистки (ремонта) топливного коллектора газотурбинного двигателя от коксоотложений, включающий обработку поверхности озоном и последующую последовательную промывку нагретым кислородсодержащим растворителем и нагретым щелочным водным раствором, при этом перед началом промывки осуществляют дополнительную обработку поверхности нагретым водным раствором окислителя, а при промывке водным щелочным раствором добавляют ингибитор коррозии (см. патент РФ №2116381, Кл. C 23 G 5/00, опубл. 27.07.1998).

Недостатки данного способа следующие: недостаточно высокое качество очистки из-за невозможности полного удаления коксоотложений из труднодоступных мест топливного коллектора; способ трудоемок из-за дополнительной обработки поверхности и наличия моющего оборудования; недостаточно безопасен для окружающих, поскольку необходимо работать с растворителями; данный способ не позволяет сохранить целостность материала коллектора из-за коррозии, возникающей на поверхностях коллектора от промывки поверхностей.

Технический результат - оптимизация технологического процесса ремонта топливного коллектора газотурбинного двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе ремонта топливного коллектора газотурбинного двигателя, включающем очистку внутренней полости топливного коллектора от коксовых отложений, согласно изобретению, топливный коллектор устанавливают в печь, а очистку осуществляют путем нагрева печи до температуры возгорания коксовых отложений и подачи после нагрева печи до указанной температуры сжатого воздуха во внутреннюю полость топливного коллектора в течение 5-20 минут при давлении 2 кг/см², после прекращения подачи сжатого воздуха топливный коллектор выдерживают в печи, затем топливный коллектор вынимают из печи и проводят контроль его внутренней полости.

Сжатый воздух подают при давлении 2 кг/см² в течение 5-20 минут. Указанное сочетание давления и воздуха получено экспериментальным путем и зависит от времени эксплуатации топливного коллектора, режимов эксплуатации и используемых марок топлива. Только при сочетании давления 2 кг/см² и времени 5-20 минут достигается полная (качественная) очистка внутренней поверхности топливного коллектора от коксовых отложений и обеспечивается оптимизация (наилучший вариант) технологического процесса ремонта топливного коллектора. При давлении больше 2 кг/см² будут возникать дефекты на паяных соединениях топливного коллектора, что в дальнейшем приведет к невозможности повторного использования топливного коллектора в эксплуатации; при давлении меньше 2 кг/см² воздух будет поступать в коллектор неравномерно, что приведет к некачественной очистке коллектора от коксовых отложений. Менее 5 минут воздух подавать нецелесообразно из-за невозможности удаления всех коксовых отложений за короткий промежуток времени, а более 20 минут подавать воздух не экономично.

Коллектор можно нагревать до температуры 600-800°С. Указанный диапазон соответствует оптимальной температуре возгорания коксовых отложений.

На чертеже схематично изображено устройство для реализации способа.

Устройство содержит печь 1 нагрева с расположенным в ней на подставке 2 топливным коллектором 3 с форсунками 4 без дозирующих деталей (или несколькими топливными коллекторами) и трубопроводом 5 подвода топлива, подсоединенным к шлангу 6 для подвода воздуха в коллектор 3.

Способ рассмотрен на примере ремонта топливного коллектора авиационного газотурбинного двигателя.

Способ осуществляется следующим образом.

Топливный коллектор 3 без дозирующих деталей форсунок 4 устанавливают в печи 1 на подставке 2, к трубопроводу 5 подвода топлива подсоединяют шланг 6 подвода сжатого воздуха, подсоединенный к технологической магистрали (на чертеже не показана). Печь 1 нагревают до температуры 700°С - температуры возгорания коксовых отложений - в течение 15 минут. Затем, не вынимая коллектор 3 из печи 1, осуществляют продувку внутренних полостей коллектора 3 воздухом при давлении 2 кг/см² в течение 10 минут, поступающим из технологической магистрали.

Поступивший в полость коллектора 3 воздух обеспечивает процесс горения коксовых отложений, имеющихся на внутренних стенках коллектора 3, и удаляет продукты горения через топливные каналы форсунок 4. После прекращения подачи воздуха коллектор 3 выдерживают в остывающей печи 1 в течение 10 минут, что позволяет избежать термических напряжений, возникающих в деталях при резком перепаде температур и приводящих к образованию трещин в материале детали.

Затем коллектор вынимают из печи 1, и проводят контроль качества (степени) очистки коллектора путем проверки чистоты рабочей жидкости, проходящей через коллектор, а также путем контроля качества распыла топлива форсунками 4 коллектора 3 и проверки гидравлических параметров коллектора 3.

В случае неудовлетворительной очистки ремонт проводят повторно.

Осевшие в печи продукты горения удаляют из печи по мере необходимости.

Воздух во внутренние полости коллектора подают при комнатной температуре - 18-25°. Скорость подачи воздуха, давление и количество подаваемого воздуха выбирается экспериментальным путем.

В качестве источника сжатого воздуха вместо воздушной технологической магистрали может быть применен баллон или другая емкость со сжатым воздухом.

Изобретение относится к способам ремонта деталей газотурбинных двигателей, в частности к способам ремонта топливных коллекторов газотурбинных двигателей, и может найти применение в авиадвигателестроении, судостроении, энергетическом машиностроении и других отраслях промышленности. В способе ремонта топливного коллектора газотурбинного двигателя, включающем очистку внутренней полости топливного коллектора от коксовых отложений, согласно изобретению, топливный коллектор устанавливают в печь, а очистку осуществляют путем нагрева печи до температуры возгорания коксовых отложений и подачи после нагрева печи до указанной температуры сжатого воздуха во внутреннюю полость топливного коллектора в течение 5-20 минут при давлении 2 кг/см², после прекращения подачи сжатого воздуха топливный коллектор выдерживают в печи, затем топливный коллектор вынимают из печи и проводят контроль его внутренней полости. Коллектор можно нагревать до температуры 600-800°С. Изобретение позволяет удалять коксовые отложения со стенок внутренней полости топливного коллектора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ ремонта топливного коллектора газотурбинного двигателя, включающий очистку внутренней полости топливного коллектора от коксовых отложений, отличающийся тем, что топливный коллектор устанавливают в печь, а очистку осуществляют путем нагрева печи до температуры возгорания коксовых отложений и подачи после нагрева печи до указанной температуры сжатого воздуха во внутреннюю полость топливного коллектора в течение 5-20 мин при давлении 2 кг/см², после прекращения подачи сжатого воздуха топливный коллектор выдерживают в печи, затем топливный коллектор вынимают из печи и проводят контроль его внутренней полости.2. Способ ремонта по п.1, отличающийся тем, что коллектор нагревают до температуры 600-800°С.