Методические указания по обнаружению замыканий листов стали сердечника статора электромагнитным методом при ремонте турбогенераторов (стр. 2 из 3)
5.2. Осмотр спинки и элементов крепления активной стали.
Осмотр спинки и элементов крепления активной стали производится с целью выявления:
• признаков повышенных вибрации активной стали и элементов ее крепления;
• ослаблений и разрушений элементов крепления активной стали на спинке
статора;
• ослабление затяжки гаек стяжных призм;
Признаками повышенных вибраций активной стали и элементов ее крепления являются наличие продуктов контактной коррозии на спинке статора, подвижность и выпадание распорных клиньев, разрушение сварных швов и элементов крепления.
Признаком ослаблений и разрушений элементов крепления активной спин статора является характерный звук при простукивании стяжных призм статора.
Признаками ослабления затяжки гаек стяжных призм и разрушения шеек стяжных призм являются повреждение стопорящих элементов, повреждение окраски нажимной плиты в районе гаек стяжных призм, смещение гаек вместе с торцами стяжных призм.
Признаками появления дефектов пружин подвески сердечника и деталей их крепления являются взаимные деформации пружин и элементов крепления, трещины, забоины, местная коррозия, появление зазоров в креплении пружин к раме и в корпусе.
5.3 Документирование результатов осмотра.
5.3.1 Документирование результатов осмотра производится с помощью цифрового фотоаппарата с сохранением изображений на электронном носителе.
При фотографировании дефектов (забоин, зашлифовок) в зубцовой зоне необходимо использовать магнитные таблички-указатели с нанесенными на них координат (номер пакета – номер паза) фиксируемых дефектов.
5.3.2 Для документирования визуального контроля состояния крайних пакетов необходимо:
• установить на зубцы магнитные указатели номеров всех пазов, а также указатели стороны статора («сторона турбины» или «сторона возбудителя»);
• установить в расточку распорный штатив с поворотной головкой на оси статора;
• установить на поворотную головку фотоаппарат;
• провести панорамное фотографирование крайних пакетов с угловым шагом 45О, таким образом, чтобы при каждом снимке объектив фотоаппарата захватывал 1/8 окружности расточки + ½ ширины зубца;
• записать фотографии на компьютер и с помощью программного обеспечения сформировать панораму визуального контроля крайних пакетов.
5.4 Поиск металлических частиц в составе грязевых отложений.
5.4.1 Собрать деревянным шпателем (лопаточкой) грязевые маслянистые отложения с участков зубцовой зоны крайних пакетов.
5.4.2 В химическом стакане растворить собранное вещество органическим растворителем (спирт, бензин), дать отстояться осадку, осторожно слить жидкую фракцию. Вторично промыть осадок растворителем, слить 90% жидкости. Остаток вылить на бумажный фильтр, высушить.
5.4.3 Поместив под фильтр магнит, проверить наличие в осадке металлических магнитных включений, выстраивающихся вдоль силовых линий магнитного поля.
5.4.4 Сфотографировать получившуюся на поверхности фильтра картину.
6. ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ МЕЖЛИСТОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ МЕТОДОМ.
Контроль статора по настоящим МУ обеспечивает обнаружение дефектов межлистовой изоляции сердечника с точностью не хуже 10мм по длине статора и точностью по окружности – 1 паз.
Настоящие МУ позволяют качественно оценить размеры дефекта и ориентировочное место его расположения.
Проведение контроля по настоящие МУ обеспечивает электронное документирование результатов снижение роли человеческого фактора.
6.1 Физические основы электромагнитного метода контроля состояния межлистовой изоляции сердечников статоров турбогенераторов.
6.1.1 Электромагнитный метод контроля сводится к обнаружению аномальных зон поля рассеяния сердечника при кольцевом намагничивании с низким уровнем индукции (порядка 0,01Тл) с помощью автоматизированного сканирования специальным датчиком магнитного поля внутренней поверхности расточки статора.
6.1.2 Аномальные зоны полей рассеяния образуются из-за того, что в дефекте (месте нарушения межлистовой изоляции) замыкается контур, по которому протекают токи Фуко, создающие в контуре переменное вторичное магнитное поле, фаза которого сдвинута относительно первичного поля намагничивания на 90О. На рисунке 1 представлена упрощенная схема векторов токов и полей в сердечнике статора.
6.1.3 Датчик магнитного поля в простейшем случае представляет собой катушку, намотанную на тонком магнитопроводе, расположенную в непосредственной близости от внутренней поверхности расточки статора. В катушке наводится сигнал, имеющий синусоидальную форму, пропорциональный величине магнитного поля, вытесняемого из сердечника в зоне контроля (рисунок 2).
При расположении измерительного датчика на бездефектном месте сигнал, регистрируемый датчиком сдвинут по фазе относительно синусоиды тока в обмотке возбуждения на определенный (опорный или нулевой) угол φО, зависящий от многих факторов.
 |  |
| Рисунок -1 Упрощенная схема векторов токов и магнитных полей в сердечнике при испытаниях | Рисунок 2 – Вариант исполения измерительного датчика |
При расположении датчика в расточке над дефектом, т.е. в зоне аппаратной функции датчика (зоне чувствительности), где находится контур с токами Фуко, создающими магнитное поле, сдвинутое на 90О, сигнал датчика сдвигается относительно φО на дополнительный угол φД (угол дополнительных потерь), зависящий от тока дефекта, находящегося в зоне чувствительности.
6.1.4. Экспериментально доказано, что в диапазоне до 15О
tg φД = kIД , (1)
где IД - ток дефекта, находящегося в зоне чувствительности датчика,
k – коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических и физических характеристик сердечника (мощности генератора).
Коэффициент пропорциональности k определяется экспериментально во время процедуры градуирования системы контроля.
6.1.5 Последовательным сканированием измерительного датчика по поверхности расточки с одновременной записью измеряемого угла дополнительных потерь φД производится поиск дефектных мест в сердечнике статора.
6.1.6 Появление сигнала в виде угла дополнительных потерь φД , свидетельствует о том, что в зоне чувствительности датчика (под измерительным датчиком между внешними концами магниточувствительного элемента) протекает ток, величину которого можно рассчитать из формулы (1).
6.2 Требования, предъявляемые к системе контроля.
6.2.1 Аппаратная функция датчика должна обеспечивать обнаружение места расположения дефекта изоляции сердечника с точностью не хуже 5мм по длине и не хуже одного паза по окружности статора.
6.2.3 Конструкция измерительного датчика должна обеспечивать удержание магнито-чувствительных элементов измерительной схемы в непосредственной близости к внешним ребрам двух соседних зубьев.
6.2.2 Устройство перемещения измерительного датчика должно обеспечивать перемещение измерительного датчика по расточке вдоль любого паза и контроль его положения с точностью не хуже 5мм на всей длине рабочей зоны сердечника.
6.2.3 Точность определения текущего фазового сдвига между регистрируемым и опорным сигналами должна быть не хуже 1О.
6.2.4 Система контроля должна обеспечивать градуировку чувствительности измерительного тракта непосредственно на обследуемом статоре.
6.2.5 Программное обеспечение системы контроля должно обеспечивать формирование результатов контроля в виде карты развертки статора в координатах «№ паза - № пакета» с цветовым раскрашиванием координатных клеток. Цвет каждой клетки по соответствующей шкале отражает степень отличия локальной межлистовой изоляции от среднего значения.
6.2.6 Программное обеспечение должно обеспечивать расчет уровня дополнительных потерь в Вт/кГ приведенных к индукции 1,0 Тл с учетом аппаратной функции измерительного датчика (его разрешающей способности).
6.3. Состав автоматизированной системы и оборудования, необходимого для проведения контроля.
6.3.1.На рисунке 3 приведен вариант автоматизированной системы контроля состояния межлистовой изоляции сердечников статоров турбогенераторов.
Рисунок 3 - Блок-схема автоматизированной системы контроля межлистовой изоляции активной стали сердечников статоров турбогенераторов.
| 1 | Сердечник статора | 9 | Датчик напряжения на градуиров. витке |
| 2 | Обмотка возбуждения | 10 | Датчик напряжения на обмотке |
| 3 | Источник питания обмотки возбуждения | 11,12 | Магнито-чувствительные элементы |
| 4 | Измерительный датчик | 13 | Усилитель сигнала |
| 5 | Градуировочный виток | 14-18 | Аналого-цифровые преобразователи |
| 6 | Градуировочная нагрузка | 19 | Измеритель фазового сдвига |
| 7 | Датчик тока обмотки возбуждения | 20 | Системный блок |
| 8 | Датчик тока градуировочного витка | 21 | Портативный компьютер |
6.3.2. Дополнительные приспособления и материалы, необходимые для проведения контроля:
- струнная проволока;
- распорки для натяжения струны по оси статора;
- рулетка, мел.
6.4. Подготовительные мероприятия для проведения контроля.