6 Анализ повреждений, техническое обслуживание и ремонт подшипников газовой турбины

6.1 Опорные подшипниковые узлы гта

Вал ротора газовой турбины устанавливается в опорных подшипниках, которые воспринимают и передают на детали статора радиальные нагрузки от собственного веса валопровода; его неуравновешенных центробежных сил и расцентровок; аэродинамических сил, возникающих в проточной части и уплотнениях турбины.

В главный газовых турбинах согласно требований РМРС применяются только подшипники скольжения с жидкостным трением, в которых между вращающимися и неподвижными деталями при нормальной работе существует тонкий слой смазки.

Внутри корпусов подшипников ГТА размещаются:

• встроенная система маслоснабжения вкладышей и слива масла;

• масляные уплотнения (маслоотбойные кольца), расположенные в местах выхода роторов из корпусов подшипников и предназначенные для предотвращения протечек масла вдоль роторов;

• перегородки, разделяющие внутреннюю полость корпусов подшипников на отсеки в местах установки вкладышей и расположения муфты, которые препятствуют пенообразованию масла.

Вкладыши опорных подшипников подразделяют на нерегулируемые и регулируемые.

Нерегулируемый вкладыш подшипника, плотно устанавливается в расточке корпуса подшипника, а смещение оси баббитовой расточки вкладыша при центровке роторов может быть достигнуто за счет эксцентричного растачивания рабочей поверхности вкладыша или перемещения всего корпуса подшипника. Вкладыши такого типа в турбинах современных конструкций применяются редко.

Регулируемый вкладыш подшипника имеет в цилиндрической наружной поверхности специальные гнезда, в которые на винтах устанавливаются регулирующие колодки, а сама наружная поверхность вкладыша выполнена со значительно меньшими линейными размерами, чем соответствующие размеры расточки в корпусе подшипника. Радиальное перемещение этих вкладышей подшипников, необходимое при центровке роторов, может быть осуществлено установкой стальных прокладок под регулирующие колодки. Вкладыш этого подшипника может иметь сферическую наружную поверхность и устанавливается не в корпусе подшипника, а в обойме, которая закрепляется и центруется в корпусе подшипника с помощью колодок и прокладок под ними. Такие вкладыши называются самоустанавливающимися (Рис. 6.1.). Баббитовая расточка самоустанавливающегося вкладыша при укладке на нее ротора всегда занимает положение, соответствующее положению шейки ротора. Центровка самоустанавливающихся подшипников выполняется путем перемещения обоймы.

Рис. 6.1. Самоустанавливающийся опорный подшипник

Элементы подшипников изготавливаются из следующих материалов:

Вкладыши самоустанавливающихся, и сегментных подшипников, а также обойм выполняются из поковок низкоуглеродистых сталей марок Ст.10, Ст.15.

В качестве антифрикционного материала для заливки подшипников применяется баббит марки Б-83, имеющий следующий состав, %: олово — 83, сурьма — 11, медь — 6.

6.1.2 Анализ повреждений опорных подшипников

Наиболее часто встречаются следующие неисправности:

• Выработка баббитовой расточки - происходит в процессе эксплуатации, как правило, при пусках и остановах турбоагрегата в условиях полусухого трения из-за отсутствия устойчивого масляного клина при малых частотах вращения ротора; величина выработки в значительной мере зависит от количества пусков и остановов, качества масла и распределения нагрузки от веса ротора на опорные подшипники.

• Механический износ баббита - с возникновением на нем кольцевых рисок возникает обычно в результате эксплуатации турбины с применением обводненного масла или масла с повышенным содержанием механических примесей.

• Отслоение баббитовой заливки вкладыша - происходит вследствие некачественной заливки баббита или высокого уровня динамических нагрузок при повышенной вибрации турбоагрегата.

• Выкрашивание баббитовой заливки вкладыша - происходит вследствие:

а) увеличенных зазоров в расточке вкладыша;

б) перераспределения нагрузок на подшипник в результате тепловых расцентровок и возникающей вследствие этого вибрации ротора.

• Электроэрозионный износ расточки баббита - возникает в результате появления токов между роторами и опорами из-за остаточной намагниченности деталей турбины или отсутствия изоляции в районе заднего подшипника генератора (задний стул - фундаментная рама, задний подшипник водородного уплотнения — его корпус).

• Повреждение опорных подшипников с частичным подплавлением баббитовой заливки или ее полным выплавлением - происходит:

а) из-за прекращения подачи масла или снижения его расхода на подшипник;

б) перераспределения нагрузки на подшипники в результате тепловой расцентровки роторов (затрудненных тепловых расширений турбины).

• Повреждение опорных колодок и набора регулирующих прокладок вкладыша - происходит обычно по следующим причинам:

а) дефекты сборки подшипника;

б) некачественная пригонка прилегания опорных подушек к расточке вкладыша; отсутствие натяга на подшипнике;

в) перераспределение нагрузок на подшипник в результате тепловых расцентровок; наличие большой угловой несоосности роторов ("маятника").

• Повреждение опорных поверхностей расточек корпусов подшипников.

• Повреждение сферы самоустанавливающихся опорных и опорно-упорных подшипников - происходит вследствие:

а) отсутствия натяга по сфере вкладыша подшипника;

б) перераспределения нагрузок на подшипник в результате тепловых расцентровок;

в) наличия излома осей пары роторов с жесткой муфтой "маятника" (в результате торцевого боя полумуфт или неправильной затяжки крепежа муфты).

• Течь масла по валу происходит вследствие:

а) избыточного давления в корпусе подшипника;

б) наличия повреждений в разъемах масляного уплотнения (неплоскостность сопрягаемых поверхностей).

• Течь масла по разъемам крышки корпуса подшипников - может происходить по следующим причинам:

а) наличие в разъемах механических повреждений или неплоскостности сопрягаемых поверхностей;

б) увеличение сверхдопустимого натяга между крышкой и вкладышем;

в) некачественная сборка разъема или отсутствие уплотнительных материалов;

г) несоответствие линейных размеров закатного масляного уплотнения размерам расточки под него.

• Повреждение расточек под опорные вкладыши - как правило, происходит по следующим причинам:

а) мал или отсутствует натяг по вкладышу подшипника;

б) некачественная сборка опорных подушек вкладышей и, как следствие, отсутствие натяга;

в) отсутствие требуемой площади прилегания опорных подушек к расточке корпуса подшипника;

г) отсутствие прилегания по сферам обоймы и вкладыша самоустанавливающегося подшипника и, как следствие, отсутствие натяга;

д) электроэрозионный износ расточек.