|
DOI: 10.14489/td.2024.10.pp.059-064
Гринкруг М. С., Андрианов И. К., Кара Балли М., Ткачева Ю. И.
СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ТРЕЩИН В ЛОПАТКАХ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА В НЕСТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЯХ
(pp. 59-64)
Аннотация. Исследование посвящено проблеме обнаружения трещин в лопатках газотурбинных двигателей с помощью системы регистрации повреждений в нестационарных условиях. Принцип работы системы основан на проявлении ионизирующих свойств активного вещества в системе оболочечных капсул при высоких температурах. В рамках исследования рассмотрены физико-химические процессы с активным веществом в капсуле при нагревании его до рабочих температур. Предложена математическая зависимость, позволяющая определить массу активного вещества, которую нужно поместить в тонкостенную капсулу для возможности обнаружения системой трещин определенной ширины. Полученное соотношение позволяет учесть параметры газа в турбинной ступени в месте расположения лопатки, прочностные характеристики материала тонкостенной капсулы и толщину оболочки капсулы. Представлена оценка минимальной ширины обнаруживаемой трещины при определенных технологических ограничениях. По результатам проведенного исследования установлено, что при увеличении предельного напряжения материала оболочки капсулы возрастает требуемое разрушающее давление в капсуле, что приводит к увеличению степени заполнения капсул ионизирующим веществом.
Ключевые слова: лопатка газотурбинного двигателя, система обнаружения повреждений, ионизирующее вещество.
Grinkrug M. S., Andrianov I. K., Kara Bally M., Tkacheva Yu. I.
SYSTEM FOR REGISTERING CRACKS IN THE BLADES OF A GAS TURBINE ENGINE USING AN IONIZING SUBSTANCE IN NON-STATIONARY CONDITIONS
(pp. 59-64)
Abstract. The study is devoted to the problem of detecting cracks in the blades of gas turbine engines using a damage registration system in non-stationary conditions. The principle of operation of the system is based on the manifestation of the ionizing properties of the active substance in the system of shell capsules at high temperatures. The study examines the physico-chemical processes that occur with the active substance in the capsule when it is heated to operating temperatures. A mathematical dependence is proposed to determine the mass of the active substance to be placed in a thin-walled capsule so that the system can detect cracks of a certain width. The obtained ratio allows us to take into account the gas parameters in the turbine stage at the location of the blade, the strength characteristics of the thin-walled capsule material and the thickness of the capsule shell. An estimate of the minimum width of the detected crack is presented under certain technological constraints. According to the results of the study, with an increase in the limiting stress of the capsule shell material, the required destructive pressure in the capsule increases, which leads to an increase in the degree of filling of the capsules with an ionizing substance.
Keywords: gas turbine engine blade, damage detection system, ionizing agent.
М. С. Гринкруг, И. К. Андрианов, М. Кара Балли, Ю. И. Ткачева (ФГБОУ ВО «Комсомольский-на-Амуре государственный университет», Комсомольск-на-Амуре, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. S. Grinkrug, I. K. Andrianov, M. Kara Bally, Yu. I. Tkacheva (Komsomolsk-na-Amure State University, Komsomolsk-na-Amure, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Getsov L. B., Semenov A. S., Grishchenko A. I., et al. Long-Term Strength Determination for Cooled Blades Made of Monocrystalline Superalloys // Thermal Engineering. 2017. V. 64, No. 4. P. 280 ‒ 287. DOI: 10.1134/S0040601517040048
2. Getsov L. B., Rybnikov A. I., Dobina N. I., Dashunin N. V. Specific Features Relating to Thermal Fatigue Rupture of the Blade Materials of Gas Turbine Units // Thermal Engineering. 2011. V. 58, No. 9. P. 736 ‒ 740. DOI: 10.1134/S0040601511090047
3. Sadowski T., Golewski P. Cracks Path Growth in Turbine Blades with TBC Under Thermo – Mechanical Cyclic Loadings / Lublin University of Technology. Lublin, 2016. P. 492 ‒ 499.
4. Александрова Н. Д. Коррозия лопаток турбин ГТУ и обзор методов защиты // Молодежный научно-технический вестник. 2015. № 2. 6 с.
5. Кара Балли М., Гринкруг М. С., Ткачева Ю. И. Способ обнаружения микротрещин в лопатках работающих газотурбинных двигателей // Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований: Материалы II Всероссийской национальной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 4 ч. Комсомольск-на-Амуре, 8 – 12 апреля 2019 г. Ч. 3. Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 2019. С. 237 ‒ 240.
6. Пат. 2168724 РФ С1. Способ диагностики зарождающихся дефектов / М. С. Гринкруг, А. В. Поповский. № 2000106087/28, заявл. 13.03.2000; опубл. 10.06.2001, Бюл. № 16. 7 с.
7. Carl V., Becker E., Sperling A. Thermography Inspection System for Gas Turbine Blades // 7th European Conference on Non-destructive Testing, Copenhagen, 26 ‒ 29 May 1998. Copenhagen, 1998. P. 2658 – 2665.
8. Huang С. Analysis Method of Fault Diagnosis of Turbine Blades for Aero Engines. Male, 2021. 29 p.
9. Жирицкий Г. С., Локай В. И., Маскутова М. К. Газовые турбины авиационных двигателей. М.: Оборонгиз, 1963. 608 с.
10. Назолин А. Л., Поляков В. И., Гнездилов С. Г. Диагностика целостности валопроводов мощных турбоагрегатов по крутильным колебаниям // Теплоэнергетика. 2020. № 1. С. 32–43. DOI: 10.1134/S0040363620010051
11. Ковалев И. А., Раковский В. Г., Исаков Н. Ю., Сандовский А. В. Развитие и совершенствование систем эксплуатационной диагностики производства ОАО НПО ЦКТИ для турбоагрегатов ТЭС и АЭС // Теплоэнергетика. 2016. № 3. С. 15 ‒ 20. DOI: 10.1134/S0040363616030048
12. Андрианов И. К., Гринкруг М. С., Кара Балли М. Разработка подхода к обнаружению трещин в лопатках авиационных газотурбинных двигателей на рабочих режимах // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2024. № 1(148). С. 4 – 20.
13. Andrianov I. K., Chepurnova E. K. Optimal Distribution of Capsules with Active Substance for the Crack Detection System in a Turbine Blade // CIS Iron and Steel Review. 2023. V. 26. P. 98 ‒ 104. DOI: 10.17580/cisisr.2023.02.16
14. Булыгин В. С. Теплоемкость и внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса. М.: МФТИ, 2012. 13 с.
15. Кикоин И. К. Таблицы физических величин. М.: Атомиздат, 1976. 1005 с.
1. Getsov L. B., Semenov A. S., Grishchenko A. I. et al. (2017). Long-Term Strength Determination for Cooled Blades Made of Monocrystalline Superalloys. Thermal Engineering, 64(4), 280 ‒ 287. DOI: 10.1134/S0040601517040048
2. Getsov L. B., Rybnikov A. I., Dobina N. I., Dashunin N. V. (2011). Specific Features Relating to Thermal Fatigue Rupture of the Blade Materials of Gas Turbine Units. Thermal Engineering, 58(9), 736 ‒ 740. DOI: 10.1134/S0040601511090047
3. Sadowski T., Golewski P. (2016). Cracks path growth in turbine blades with TBC under thermo – mechanical cyclic loadings, 492 – 499. Lublin: Lublin University of Technology.
4. Aleksandrova N. D. (2015). Corrosion of gas turbine turbine blades and a review of protection methods. Molodezhniy nauchno-tekhnicheskiy vestnik, (2). [in Russian language]
5. Kara Balli M., Grinkrug M. S., Tkacheva Yu. I. (2019). Method for detecting microcracks in blades of operating gas turbine engines. Youth and science: current problems of fundamental and applied research: Materials of the II All-Russian National Scientific Conference of Students, Postgraduate Students and Young Scientists: in 4 parts. Part 3, 237 – 240. Komsomolsk-on-Amur: Komsomol'skiy-na-Amure gosudarstvenniy universitet. [in Russian language]
6. Grinkrug M. S., Popovskiy A. V. Method for diagnosing incipient defects. Ru Patent No. 2168724. Russian Federation. [in Russian language]
7. Carl V., Becker E., Sperling A. (1998). Thermography inspection system for gas turbine blades. 7th European Conference on non-destructive testing, Copenhagen, 2658 – 2665. Copenhagen.
8. Huang С. (2021). Analysis Method of Fault Diagnosis of Turbine Blades for Aero Engines. Male.
9. Zhiritskiy G. S., Lokay V. I., Maskutova M. K. (1963). Gas turbines of aircraft engines. Moscow: Oborongiz. [in Russian language]
10. Nazolin A. L., Polyakov V. I., Gnezdilov S. G. (2020). Diagnostics of the integrity of shaft lines of powerful turbine units using torsional vibrations. Teploenergetika, (1), 32 – 43. [in Russian language] DOI: 10.1134/S0040363620010051
11. Kovalev I. A., Rakovskiy V. G., Isakov N. Yu., Sandovskiy A. V. (2016). Development and improvement of operational diagnostic systems produced by OJSC NPO TsKTI for turbine units of thermal power plants and nuclear power plants. Teploenergetika, (3), 15 ‒ 20. [in Russian language] DOI: 10.1134/S0040363616030048
12. Andrianov I. K., Grinkrug M. S., Kara Balli M. (2024). Development of an approach to detecting cracks in blades of aircraft gas turbine engines at operating conditions. Vestnik MGTU im. N. E. Baumana. Seriya: Mashinostroenie, 148(1), 4 – 20. [in Russian language]
13. Andrianov I. K., Chepurnova E. K. (2023). Optimal Distribution of Capsules with Active Substance for the Crack Detection System in a Turbine Blade. CIS Iron and Steel Review, 26, 98 ‒ 104. DOI: 10.17580/cisisr.2023.02.16
14. Bulygin V. S. (2012). Heat capacity and internal energy of van der Waals gas. Moscow: MFTI. [in Russian language]
15. Kikoin I. K. (1976). Tables of physical quantities. Moscow: Atomizdat. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2024.10.pp.059-064
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2024.10.pp.059-064
and fill out the form
.
|
Текущий номер
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»