文章基本信息

标题：The hybrid action tool for operations of cleaning of turbine units cavities
本地全文：下载
作者：Vitalii Tkachuk ; Viktor Shchetynin ; Sergii Shlyk 等
期刊名称：Vìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kiïvsʹkij Polìtehničnij Institut. Serìâ Mašinobuduvannâ
印刷版ISSN：2305-9001
出版年度：2020
卷号：89
期号：2
出版社：Natsional'nyi Tekhnichnyi Universytet Ukrainy "Kyivs'kyi Politekhnichnyi Instytut imeni Ihorya Sikors'koho",National Technical University of Ukraine "Ihor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
摘要：В статье рассматривается инструмент гибридного действия для очистки полостей и элементов турбоагрегатов, работа которого основана на сочетании воздействия водо-ледяного потока с воздействием механического удара небольших концентрированных масс (ударников), установленных на упругих подвесах. Получая энергию от потока, ударники, совершая автоколебательные движения, вступают в контакт с обрабатываемой поверхностью, имеющей слой загрязнения, и создают многоточечное ударно-циклическое нагружение, что приводит к активному развитию начальных дефектов в слое загрязнения, благодаря чему последующее действие водо-ледяного потока обеспечивает лучшую и более производительную очистку. Показано, что генерируемые локальные напряжения, определяемые на основе контактных задач Герца, достигают 15–20 МПа, и не оказывают существенного влияния на очищаемую поверхность в виде тонкой криволинейной оболочки, вызывая только развитие дефектов в пленке в виде трещин и отслоений. В этом случае пленка удаляется потоком водяного льда более динамично. Использование водо-ледяного потока, образованного оригинальным бескамерным устройством, позволяет формировать достаточно широкий поток (с углом p/12… p/6), а работа его частиц льда расходуется на измельчение пленки загрязнения; при этом струйный поток очищает поверхность и удаляет продукты разрушения за пределы зоны воздействия. Использование гибридного инструмента позволило повысить производительность обработки при углах смачивания струйного потока, отличающихся от p/2, более чем на 30 %, а расход криогенной жидкости (жидкого азота) снижается на 20–25 %. Выполнено моделирование процесса, оценены условия разрушения адгезионной связи пленки загрязнения с поверхностью, определены условия рациональных режимов процесса.↓Розглядається інструмент гібридної дії для очищення порожнин і елементів турбоагрегатів, робота якого ґрунтується на сполученні дії водо-крижаного потоку із механічним ударним впливом малих зосереджених мас, змонтованих на пружних підвісах. Отримуючи енергію від потоку, маси, здійснюючи автоколивальний рух, контактують із оброблюваною поверхнею, що має шар міцного забруднення, і створюють багатоточкове ударно-циклічне навантаження поверхні, яке веде до активного розвитку початкових дефектів плівки забруднення, внаслідок чого наступна дія водо-крижаного потоку викликає більш якісне та продуктивне очищення. Показано, що створювані локальні напруження, визначені на основі контактних задач Герца, сягають 15–20 МПа, не мають істотного впливу на поверхню основи, якою є тонка криволінійна оболонка, не змінюють стан її поверхні в площині адгезійного зчеплення, однак ведуть до виникнення дефектів у поверхневій плівці у вигляді тріщин та відшарувань. У цьому випадку вилучення плівки водо-крижаним потоком відбувається більш динамічно. Застосування водо-крижаного струменя, сформованого оригінальним безкамерним пристроєм, дозволяє формувати широкий (з кутом при верхівці p/12–p/6) потік, робота крижинок якого витрачається на подрібнення поверхневої плівки. Розтічний струмінь очищує поверхню та виносить продукти руйнування за меж впливу. Використання гібридного інструменту дозволило підвищити продуктивність обробки з кутами натікання струменя, відмінними від p/2, у понад 30 %, при цьому витрата кріогенної рідини (рідкого азоту) зменшена на 20–25 %. Виконане моделювання процесу, оцінено умови порушення адгезивного зв’язку плівки бруду із поверхнею, визначено умови його раціонального виконання.
其他摘要：The paper deals with the hybrid action tool for cleaning of cavities and elements of turbine units whose operation is based on a combination of action of a water-ice flow with mechanical shock influence of the small concentrated masses mounted on elastic suspensions. Receiving energy from the flow, the masses, performing self-oscillating motion, come into contact with the treated surface having a layer of strong contamination, and create a multipoint shock-cyclic loading of the surface, which results in active development of initial defects of the contamination film, due to which the following action of the water-ice stream produces better and more productive cleaning. It is shown that the generated local stresses, determined on the basis of Hertz contact problems, reach 15-20 MPa, do not have a significant effect on the surface of the base, which is a thin curves shell, do not change the state of its surface in the plane of adhesion, but result in defects in surface film in the form of cracks and delaminations . In this case the film is eliminated by water-ice flow more dynamically. The use of water-ice jet, formed by the original tubeless device, enables the formation of a wide flow (with the top angle of p/12… p/6) and the work of its ice particles is spent on grinding the surface film. The jet stream cleans the surface and removes the products of destruction beyond the impact. The use of a hybrid tool has increased the productivity of treatment with the wetting angles of the jet flow, different from p/2, by more than 30%, while the consumption of cryogenic liquid (liquid nitrogen) is reduced by 20-25%. The process modeling is performed, the conditions of the destruction of the adhesive bond of the contaminant film with the surface are estimated, the conditions of its rational execution are determined.
关键词：hybrid tool;water-ice flow;surface cleaning;modeling;surface films;гибридный инструмент;водо-ледяная очистка поверхности моделирование;поверхностные грязевые пленки;гібридний інструмент;водо-крижаний потік;очищення поверхні;моделювання;поверхневі плівки
其他关键词：hybrid tool;water-ice flow;surface cleaning;modeling;surface films