Ремонт форсажной камеры

И РЕАКтивноrо СОПЛА

­Реактивное сопло (Ре) является одним из наиболее ответственных

модулей Двиrателя, во MHorOM определяющим такие важнейшие ero

парамеТРЫ, как надежность и ресурс.

Максимальная расчетная температура в районе сверхзвуковых

створок сопла превышает 10000 С. Такое высокое значение температу­

ры объясняется тем, что при расчетных режимах коэффициент избыт-

ка воздуха в пристеночном слое равен ­ 1, 6, что соответствует темпе-

ратуре rазов свыше 1500 К.

Из­за разницы между статическим давлением в основном потоке

и давлением в межстворочном пространстве продукты сrорания через

зазоры между внутренними створками попадают в межстворочное про-

странство, в котором имеет место течение rаза из смеси продуктов

сrорания и атмосферноrо воздуха.

Параметры течения rазовоrо потока в межстворочном пространст-

ве вызывают динамические колебания элементов реryлируемоrо сопла,

что вызывает значительные усилия в подвижных элементах.

На рис. 6.42 представлена конструктивная схема реактивноrо сопла

с указанием температуры деталей в о С. Как следует из рисунка, тем-

пература некоторых деталей достиrает значений 88()" ",, --, -960 0 С, что в со-

четании со сменами режимов работы двиrателя делает эти детали

очень напряженными.

Анализ дефектов, выявленных при эксплуатации, показал, что име-

ли место случаи:

. коррозионноrо пор­ения осей кинематики реактивных сопел,

приводящеrо к заклиниванию соединения rидроцилиндр-рычаr

и, как следствие, к обрыву элементов кинематики Ре (вилок rид-

роцилиндров, осей, рычarов);

. растрескивания элементов внешних створок и проставок;

. выработки опорных поверхностей сопряrаемых деталей;

. термоусталостноrо растрескивания внутренних створок и проста-

вок.

­ Исследованиями установлено, что поломки кинематики деталей Ре

связаны с увеличением сил трения в соединении «вилка-рычаr» из-за

коррозии соединительных осей, чему способствует чрезмерная дли-

тельность хранения изделия на объекте.

Растрескивание внешних створок, расположенных в зоне влияния

XBocToBoro обтекателя двиrателя, связано с воздействием повышенных

динамических наrрузок, возникающих в результате конструктивных

особенностей объекта.

Причиной термоусталостноrо растрескивания внутренних створок

и про ставок является возникновение внутренних напряжений в услови-

ях циклическоrо воздействия высоких рабочих температур.

Внедренные конструктивные мероприятия по замене материалов

осей и их хромированию с консервацией элементов кинематики позво-

лили снизить эксплуатационные дефекты.

В настоящее время в конструкторских и ремонтных службах

ММПП «Салют» разработаны и внедрены новые методы ремонта уз-

лов и деталей реrулируемоrо реактивноrо сопла и форсажной камеры.

На рис. 6.43 обозначены основные элементы реryлируемоrо реак-

тивноrо сопла, а также выход из зацепления внешних створок с про-

ставками.

­ Работоспособность наружных проставок, имеющих выработку oc­

HOBHoro материала на днище и боковых поверхностях, восстанавлива-

ется наплавкой металла арrонно-дуrовой сваркой при садочной прово-

локой в среде защитных rазов. После наплавки производят зачистку

проплава заподлицо с основным материалом, термообработку (старе-

ние) и проверку качества ремонта методом цветной дефектоскопии.

Основная трудность при осуществлении технолоrических операций

аналоrичноrо типа состоит в том, что в данном случае наплавка метал­

ла осуществляется на тонколистовую поверхность (толщиной до 1, 0

мм). Качество наплавленноro слоя определяется подбором COOTBeтCT­

вующих режимов наплавки.

На рис. 6.44 представлена конструктивная схема наружной створки

Ре с элементами технолоrии ремонта. Доработка наружных поверхно-

стей кронштейнов наружных створок, имеющих выработку по тру-

щимся поверхностям, производится методом наплавки на ребра (стой­

ки) присадочной проволокой в среде защитных rазов. Последующей

зачисткой обеспечивается чертежный размер.

Особенность указанной операции заключается в том, что при на-

плавке происходит разоrрев металла кронштейна до температуры, при

которой возникают термические напряжения, снять которые необходи-

мо быстрым теплоотводом из зоны наплавки. Для этоrо перед наплав-

­кой металла деталь скрепляют медным кондуктором, который выпол-

няет двойную роль ­ проводника тепла и фиксатора rабаритных раз-

меров кронштейна.

В процессе эксплуатации происходит изнашивание трущихся по-

верхностей упора внутренних надстворок Срис. 6.45). Восстановление

заданных размеров опорных поверхностей в местах выработки произво­

дят методом наплавки при садочной проволоки арroнно­дуrовой сваркой

в среде защитных rазов. Для обеспечения быстроrо теплоотвода преду-

смотрено медное приспособление, повторяющее контуры боковых по-

верхностей кронштейнов. Контроль качества наплавки и состояние по-

верхности после механической обработки осуществляется как визуаль-

но, так и с помощью измерительных приборов Сприспособлений).

В результате сильных динамических наrрузок при работе сопла

происходит деформация и разрушение теплозащитноrо экрана внут-

ренних надстворок Ре С см. рис. 6.46).

­ Первоначально технолоrия замены теплозащитноrо экрана на

новый предполаrала заварку имеющихся отверстий крепления экра-

на и рассверливание отверстий по наплавленным местам. При этом

в районе заваренных отверстий появлялись трещины и возникали

растрескивания по целому материалу из-за больших термических

напряжений.

В связи с трудностями замены дефектноrо экрана на новый пред-

ложен метод смещения крепежных отверстий и последующей клепки

опорных планок к новым местам соединения. В данном случае имеет

место сознательное изменение некоторых чертежных размеров собран-

Horo узла без изменения rабаритов экрана.

При работе сопла в результате окисления соединительных осей

кинематики может происходить их заклинивание, что в некоторых

случаях приводит к поломке элементов крепления наружных створок.

Поэтому предложен метод ремонта наружных створок, предусматри-

вающий вырезание монтажноrо окна вместе с деформированным

кронштейном на днище створки. На место деформированноrо крон-

штейна устанавливают новый Склепкой с последующей приваркой по

периметру окна).

В связи с тем что конструкцией створок предусмотрено клепаное

соединение тонкостенных листовых деталей в общий пакет, основная

сложность при вырезании монтажноrо окна заключается в прорезании

одноrо TOHKoro листа без повреждения сопряrаемых деталей. При ис-

пользовании электроэрозионноrо способа резки по заранее изrотовлен­

ному шаблону достиrается большая точность и высокая технолоrич-

ность операции.

Однако после выполнения электроэрозионноrо прожиrа листа He­

обходима специальная ПОДrотовка узла для последующей сварки тон-

колистовых деталей в среде защитных rазов.

В процессе подrотовки технолоrическоrо процесса ремонта створок

указанным способом проводилось специальное лабораторное исследо-

вание, предусматривающее возможность сравнения механических

и прочностных свойств новых И отремонтированных деталей. Анализ

результатов исследования показал, что по прочностным характеристи-

кам отремонтированный узел не уступает новому, что дало возмож-

ность установить отремонтированные створки на изделие для длитель­

Horo технолоrическоrо испытания. Контроль cBapHoro шва ремонтных

створок производится методом цветной дефектоскопии.

На рис. 6.46 представлен элемент фронтовоrо устройства форс аж-

ной камеры. При эксплуатации может происходить закоксовывание

внутренних каналов форсунок, что вызывает неравномерность расхода

топлива через форсунки. В этом случае форсунки заменяют на новые.

Сначала бракованные форсунки отрезают в месте их крепления к кол-

лектору, а затем приваривают посредством тонкостенной трубки на со-

бранном коллекторе.

Учитывая особую ответственность узла, расположенноrо в зоне по­

вышенных тепловых и механических наrрузок, требования к качеству

cBapHoro соединения предъявляются очень высокие. Основная слож-

ность заключается в необходимости подбора таких режимов сварки,

которые не допускают прожоrа TOHKocTeHHoro коллектора и попадания

металла во внутренние полости.

На рис. 6.47 представлена внутренняя проставка реактивноrо со-

пла. В результате значительных динамических и тепловых наrpузок,

действующих на элементы ре, в некоторых случаях происходит меха-

ническое повреждение стоек оrpаничителя и заклепок, соединяющих

оrраничитель с корпусом внутренних проставок. Ремонт проставок за-

ключается в замене заклепок и установке HOBoro оrраничителя.

­в данном случае изменена технолоrия сборки узла из-за Toro, что

при замене кронштейна возникает опасность нарушения соосности от-

верстий сопряrаемых деталей. По этой причине при ремонте замену

стойки про изводят посредством сверления сквозных отверстий в стой-

ке через существующие отверстия в про ставке.

С увеличением наработки изделия в ряде случаев имеют место де-

фекты, связанные с влиянием высоких температур. На внутренних

проставках иноrда происходит коробление профиля, величина которо-

ro достиrает недопустимых величин. Коробление удаляют безударным

способом на специальных приспособлениях. После рихтовки произво-

дят термообработку.

Отличительной особенностью данноrо метода ремонта является

практически полное выполнение требований чертежа и технических

условий, только изменен порядок и последовательность проведения

термической обработки с целью сохранения структуры металла и сня-

тия остаточных напряжений.