СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И ДИАГНОСТИКА АГРЕГАТОВ НАДДУВА


Рубрика Эксплуатация и сервисное обслуживание

УДК 621.515.5–658

SERVICE MAINTENANCE AND DIAGNOSTICS OF TURBOCHARGER UNITS

С. М. Пак, начальник отдела гарантийного и сервисного обслуживания,

С. В. Сибиряков, главный конструктор

АО «НПО «Турботехника»

Статья посвящена важному направлению деятельности АО «НПО «Турботехника» – организации гарантийного и сервисного обслуживания турбокомпрессоров, разрабатываемых и производимых предприятием. Представлены характерные признаки выявляемых при диагностике видов отказов, связанных с самими турбокомпрессорами и с двигателями, на которых они установлены. Приведены данные по видам и распределению в общем потоке отказов турбокомпрессоров.

Ключевые слова: гарантийное и сервисное обслуживание, турбокомпрессор, отказ, повреждение, износ, задир, эксплуатация, рекламация.

S.M. Pak, Head of Department for Service Maintenance and Warranty Service,

S.V. Sibiryakov, Chief Designer

JSC Scientific-Production Association Turbotekhnika

The article is devoted to the organization of warranty service and service maintenance of turbochargers designed and produced by the enterprise, presents the data on the types and their distribution in the whole flow of failures, gives specific features of the failure types detected during the diagnostics; the features connected both with turbochargers themselves, and with the engines where they are mounted.

Keywords: warranty service and service maintenance, turbocharger, failure, damage, wear, scuffle, operation, claim.

Введение. Одним из важнейших факторов роста эффективности производства является улучшение организации сферы гарантийного и сервисного обслуживания потребителей. Гарантийное и сервисное обслуживание – неотъемлемые элементы реализации политики АО «НПО «Турботехника» в области качества и повышения конкурентоспособности.

Цели гарантийного и сервисного обслуживания: контроль соблюдения требований по эксплуатации турбокомпрессоров и помощь потребителю в организации правильной эксплуатации; контроль качества продукции в эксплуатации; разработка конструктивных и технологических мероприятий и предложений по повышению эксплуатационной надежности и ресурса турбокомпрессоров.

Достижение целей гарантийного и сервисного обслуживания обеспечивается квалификацией персонала сервисной службы, готовностью работников сервисной службы к контакту с потребителем, разработкой методических материалов по эксплуатации продукции и доведением этих материалов в виде руководства по эксплуатации, вкладышей, сопроводительных паспортов до потребителя. Также высокую эффективность показали проводимые персоналом сервисной службы семинары в сервисных и учебных центрах. Наиболее важный аспект – осуществление тщательной и добросовестной диагностики отказов для установления их истинных причин.

Методы организации сервисного обслуживания. АО «НПО «Турботехника» – единственное российское предприятие, осуществляющее полный цикл работ, связанных с созданием турбокомпрессоров для всех видов транспортных средств, а именно: проектирование, конструирование, изготовление прототипов, испытания, серийное производство турбокомпрессоров и их сервисное обслуживание на протяжении гарантийного срока эксплуатации.

Эффективность сервисной деятельности зависит от форм и методов обслуживания заказчиков. Форма обслуживания – это способ предоставления услуг заказчику, разновидность или сочетание методов (способов) обслуживания заказчиков [1].

При использовании методов сервисного обслуживания предприятие опирается на международный опыт, сформировавший критерии качества услуги. Заказчики воспринимают качество не по одному параметру, а оценивая множество различных факторов. Критерии качества услуги были выявлены в ходе одного из первых исследований, которое в 1980-е гг. провели ученые Техасского университета (США) Парасураман (Parasuraman), Велери Зейтэмл (Valarie Zeithaml) и Леонард Берри (Leonard Berry). Первоначально в ходе исследования они получили 10 основных критериев качества услуг – это доступность (access); коммуникабельность (communication); компетентность (competence); обходительность (courtesy); доверительность (credibility); надежность (reliability); отзывчивость (responsiveness); безопасность (security); осязаемость (tangibles) и понимание/знание клиента (understanding/knowing).

После группировки полученных данных были определены пять основных критериев:

  1. материальность (tangibles) – возможность заказчика увидеть современные изделия, персонал, наличие и привлекательность информационных материалов об услугах предприятия. Она как бы определяет образ, по которому заказчики, особенно новые, будут судить о качестве этой услуги;

  2. надежность (reliability) – способность предприятия держать свои обещания, касающиеся доставки, качества, времени, точности, решения проблемы, цен;

  3. отзывчивость (responsiveness) – готовность предприятия помочь своим заказчикам и предоставить быстрый и качественный сервис. Он подчеркивает важность исполнительности и внимательности в отношении заказчика. Отзывчивость связана со временем ожидания и с гибкостью и возможностью адаптации услуги под определенные потребности заказчика;

  4. убежденность (assurance) – знания и компетентность сотрудников, учтивость и обходительность, а также способность предприятия и ее сотрудников внушать доверие и уверенность. Это особенно важно для отдела гарантийного и сервисного обслуживания;

  5. эмпатия (empathy) – сочувственное отношение, забота, вежливость и индивидуальный подход к заказчикам.

Анализ организации сервисного обслуживания на примере НПО «Турботехника». Руководствуясь стандартами предприятия в сфере гарантийного и сервисного обслуживания, специалистами специализированного подразделения – отдела гарантийного и сервисного обслуживания (ОГиСО) осуществляется работа с заказчиками, включающая ряд следующих направлений:

  1. непрерывная обратная связь с заказчиками в части эксплуатации изделий.По получении извещения от заказчика о выявлении дефекта (либо невозможности определения причины несоответствия специалистами ОГиСО) ставится в известность руководство предприятия об отзыве дефектного изделия на предприятие с изложением причины отзыва изделия;

  2. исследование причин отказов изделий в процессе эксплуатации. После доставки изделия на предприятие оформляется сопроводительный документ на дефектное изделие. Проводится комиссионное исследование причины отказа изделия;

  3. принятие оперативных мер по устранению причин отказов изделий.При выявлении причины отказа по вине предприятия-изготовителя осуществляются корректирующие мероприятия по устранению причин отказа;

  4. методическое руководство и проведение семинаров с представителями сервисных центров (СЦ) моторных заводов и др.В связи с тем, что эксплуатация изделий заказчиками и представителями СЦ не всегда осуществляется технически грамотно, специалистами НПО «Турботехника» разработано «Методическое пособие. Руководство по эксплуатации турбокомпрессоров», которое предоставляется заказчикам при проведении семинаров, либо по запросу с их стороны.

Диагностика отказов турбокомпрессоров. Практика рекламационной и диагностической работы НПО «Турботехника» показывает, что большинство эксплуатационных отказов относятся к следующим видам:

– абразивный износ радиального и упорного подшипников ротора;

– задир подшипников;

– попадание посторонних предметов в компрессор или турбину;

– механические или ударные повреждения корпусных деталей турбокомпрессора;

– самостоятельная неквалифицированная разборка турбокомпрессора;

– производственные дефекты.

Кроме того, при диагностике турбокомпрессоров, поступивших по рекламации, зачастую дефекты, заявленные в рекламационном акте, не подтверждаются.

В табл. 1 и на рис. 1 представлено распределение отказов турбокомпрессоров НПО «Турботехника» в 2016 г. по результатам диагностики рекламационных отказов.

Таблица 1

Распределение всех рекламаций в 2016 г. по видам отказов

Рис. 1. Распределение рекламационных отказов в 2016 г. по видам отказов

Как видно, наибольшее число отказов не подтверждается по результатам диагностики турбокомпрессоров. В подобных случаях при отсутствии видимых внешних признаков отказа выполняется частичная разборка турбокомпрессора – демонтаж корпусов компрессора и турбины, микрометраж осевого и радиального перемещения ротора, проверка балансировочных параметров картриджа на балансировочных станках SCHENCK и «горячие» испытания для проверки газодинамических параметров. Если указанные параметры соответствуют ТУ на турбокомпрессор, изделие возвращается потребителю.

Диагностика абразивного износа и задира подшипников выполняется в соответствии с классификацией видов износа и повреждаемости поверхностей трения, предложенной Б. И. Костецким [2]. В соответствии с этой классификацией все виды разрушений при трении делятся на нормальные (теоретически неизбежные и практически допустимые) и недопустимые.

Нормальный износ в подшипниках турбокомпрессоров, как и в большинстве подшипников двигателя, является окислительно-механическим (часто его также называют коррозионно-механическим). При этом на поверхностях трения под действием коррозионно-активных веществ в масле образуются тонкие пленки окислов, которые постепенно разрушаются и уносятся с маслом. Коррозионно-активные вещества попадают в масло при взаимодействии его с картерными газами, в которых присутствуют сера и водяной пар, а также некоторые другие элементы. При реакции серы и водяного пара получается серная кислота, которая и вызывает окисление поверхностей трения. Скорость нормального износа невелика. Антиокислительные присадки в современных моторных маслах и снижение содержания серы в современных топливах еще больше уменьшают скорость нормального износа. На рис. 2 показано состояние поверхности ротора при нормальном износе.

К недопустимым повреждениям в подшипниках турбокомпрессоров относятся: абразивный износ; схватывание II рода («горячее» схватывание или задир); усталостное разрушение.

Рис. 2. Состояние поверхности ротора ТКР при нормальном износе

Абразивный износ обусловлен процессами микрорезания поверхностей трения абразивными частицами. При этом выделяемое тепло уносится со стружкой и с потоком масла. Поэтому по внешним признакам абразивный износ характеризуется наличием большого износа с грубыми кольцевыми канавками и отсутствием перегрева сопрягаемых поверхностей.

Абразивный износ определяется наличием в масле твердых абразивных частиц – в практике это обычно кварц. При попадании в смазочный зазор относительно мягких частиц – графита, продуктов износа материала втулок (например, бронзы) –они либо измельчаются в зазоре и выносятся из подшипника с маслом, либо сминаются и влипают в поверхность втулки. Абразивного износа при этом нет.

На рис. 3, 4 показаны примеры абразивного износа деталей радиального подшипника ротора ТКР; на рис. 5, 6 – абразивный износ деталей упорного подшипника. Абразив может попасть в подшипники в следующих случаях:

– из маслоканалов нового двигателя при некачественной очистке при сборке после первого запуска;

– из подводящего маслопровода ТКР. Зачастую при замене маслопровода или при демонтаже не проверяют его на наличие загрязнений внутри (целесообразно продуть);

– при неправильной транспортировке и хранении турбокомпрессора;

– при высокой степени загрязнения фильтроэлементов масляного фильтра открывается перепускной клапан, и в двигатель поступает неочищенное масло.

Рис. 3. Абразивный износ поверхности ротора ТКР

Рис. 4. Абразивный износ втулки радиального подшипника ТКР

Рис. 5. Абразивный износ упорного подшипника ТКР

Рис. 6. Абразивный износ упорного подшипника ТКР

Задир (схватывание II рода) по определению возникает при трении скольжения с большими скоростями относительного перемещения и значительными удельными давлениями, обусловливающими высокий градиент и интенсивный рост температуры в поверхностных слоях трущихся деталей, а также состояние их термической пластичности. Это состояние вызывает разупрочнение металла, возникновение местных металлических связей, их деформацию и разрушение. Визуально наблюдается перенос материала с более низкой температурой плавления (бронзы) на поверхность более тугоплавкого металла (сталь), а также признаки перегрева поверхности в виде цветов побежалости.

В подшипниках турбокомпрессоров возникновение задира может быть обусловлено следующими факторами:

– недостатком (масляным «голоданием») или отсутствием смазки;

– перегревом поверхностей трения (например, при резкой остановке двигателя после работы под нагрузкой, когда тепло от нагретых деталей турбины передается к радиальному подшипнику, а подача масла уже прекращена);

– разбалансировкой ротора, что приводит к увеличению радиальной нагрузки на подшипники сверх допустимых значений по их несущей способности. Разбалансировка ротора может произойти при повреждении рабочих колес посторонними предметами, при самостоятельной разборке турбокомпрессора, деформации ротора при механических повреждениях и ударах турбокомпрессора и т.д.

Нередко при задире происходит обрыв ротора из-за резкого возрастания сопротивления вращению. Величины износов поверхностей трения, по сравнению с абразивным износом, относительно невелики.

На рис. 7 представлены характерные повреждения подшипников ТКР при задире и обрыве ротора при работе без масла. Окалина и сажа на всех поверхностях – признак воздействия высокой температуры. Отсутствуют следы масла и продукты его крекинга и выгорания.

Рис. 7. Задир и обрыв ротора ТКР при работе без масла

На рис. 8–10 показаны повреждения ротора при задире, связанном с перегревом и масляным голоданием, а также состояние ротора при перегреве на начальной стадии задира.

Рис. 8. Задир ротора при перегреве

Рис.9. Задир ротора при масляном голодании

Рис. 10. Признаки перегрева ротора – начальная стадия задира

На рис. 11 показано состояние втулки радиального подшипника после задира. Задир деталей упорного подшипника показан на рис. 12–14. Возникновение и развитие радиальных трещин на упорном подшипнике связано с перегревом при задире.

Рис. 11. Состояние втулки радиального подшипника при задире

Рис. 12. Задир упорного подшипника ротора

Рис. 13. Перенос бронзы при задире упорного подшипника ротора

Рис. 14. Признаки перегрева на задней поверхности упорных шайб при задире упорного подшипника ротора

Усталостные повреждения не являются распространенными в подшипниках ротора турбокомпрессоров.

В радиальных подшипниках в практике НПО «Турботехника» этот вид повреждений не отмечен, так как усталостное разрушение – это процесс, развивающийся постепенно. При высоких частотах вращения ротора скорость развития абразивного износа или задира выше скорости развития усталостных процессов.

В упорном подшипнике отмечены усталостные разрушения (рис. 15). Видно выкрашивание металла на рабочей поверхности. Причина – высокие удельные нагрузки. Ротор при работе ТКР в зависимости от режима его работы периодически перекладывается в осевом направлении либо в сторону турбины, либо в сторону компрессора. Это сопровождается ударными нагрузками на упорный подшипник. Однако интенсивность этих нагрузок зависит от величины зазора в подшипнике, поэтому усталостному разрушению должен предшествовать износ рабочих поверхностей, вызванный теми или иными причинами. Иными словами, само усталостное повреждение упорного подшипника является следствием другого недопустимого повреждения, вызвавшего износ и увеличение зазора в упорном подшипнике.

Рис.15. Усталостное разрушение упорного подшипника

Причины попадания посторонних предметов в турбокомпрессор могут быть самыми разными: небрежность, поломки двигателя и т.д. На рис. 16, 17 показан посторонний предмет, кусок металла, попавший в ТКР, но не вызвавший отказа, так как вовремя был обнаружен при проверке вращения ротора перед установкой ТКР на двигатель.

Рис. 16. Посторонний предмет в компрессоре ТКР


Рис. 17. Посторонний предмет в компрессоре ТКР

На рис. 18, 19 показаны повреждения входных кромок колеса компрессора при попадании постороннего предмета,а на рис. 20 – повреждение колеса турбины. Эти повреждения влияют на рабочие характеристики компрессора и турбины из-за искажения профиля лопаток на входе, но самое важное –это нарушение балансировки ротора, что очень быстро приводит к отказу ТКР.

Рис. 18.Повреждение входных кромок колеса компрессора при попадании постороннего предмета

Рис. 19. Повреждение входных кромок колеса компрессора при попадании постороннего предмета

Рис. 20. Повреждение входных кромок колеса турбины при попадании постороннего предмета

НПО «Турботехника» было признано 17 случаев рекламации, связанных с производственными дефектами. Анализ причин отказов турбокомпрессоров показал, что были допущены нарушения технологического процесса сборки турбокомпрессоров рабочим персоналом. По всем случаям принятых рекламаций предприятием были осуществлены корректирующие мероприятия с целью исключения брака.

Механические повреждения корпусных деталей турбокомпрессора могут иметь место при неправильной транспортировке, нарушении условий монтажа, неправильной установке воздуховодов, падении и т.д.

Даже в заводских условиях диагностирование неисправности ТКР при рассмотрении предъявленной рекламации представляет сложную задачу.

Самостоятельная диагностика турбокомпрессора потребителем, сопряженная с его разборкой, при отсутствии необходимых квалификации, знаний и инструмента, делает невозможным установление истинных причин отказа.

В практике НПО «Турботехника» встречаются также и другие виды отказов, например:

– наличие масла на входе компрессора и турбины. Причина попадания масла в турбокомпрессор не обязательно связана с нарушением работы уплотнений ротора. Это может быть связано с нарушением работы двигателя. Диагностируется по наличию масла на входе в компрессор и турбину, а также по другим признакам – см. «Руководство по эксплуатации турбокомпрессоров».

– вибрационное разрушение лопаток. Вызывается резонансом колебаний лопаток на каких-либо режимах работы турбокомпрессора. Может быть следствием конструкторской ошибки или индивидуальных особенностей работы в составе данного двигателя. Характерная особенность отказа ТКР при вибрационном разрушении – обрыв одной лопатки. В практике НПО «Турботехника» подобные отказы наблюдались только на рабочих колесах турбин. Это объясняется конструкцией и особенностями работы турбины.

С ростом форсировки двигателей, ужесточением требований экологической безопасности растут необходимые степени повышения давления воздуха на входе в двигатель, что определяет увеличение частоты вращения ротора, температуры газа на входе в турбину и т.д. Возникают новые специфические проблемы, например: разрушение деталей (рабочих колес) под действием центробежных нагрузок, высокотемпературная газовая деталей турбины и т.д., что зачастую также выявляется при диагностике турбокомпрессоров в сервисной службе.

Заключение. АО «НПО «Турботехника» осуществляет гарантийное и сервисное обслуживание в непрерывном взаимодействии с заказчиками, оказывает методическую помощь в эксплуатации поставляемых турбокомпрессоров. В случаях отказов проводятся исследования причин их возникновения. Информация о каждом выявленном дефекте и погрешностях, допущенных в процессе производства, доводится до всех подразделений. Тем самым выполняется важная задача минимизации финансовых потерь предприятия, а также обеспечивается его репутация надежного партнера.

Литература

1.Фатхутдинов Р.А. Конкурентоспособность организации в условиях кризиса: экономика, маркетинг, менеджмент: монография. М.: Маркетинг, 2002.

2. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах: производственно-практическое издание. Киев: Техника, 1970.

#гарантийноеисервисноеобслуживание #турбокомпрессор #отказ #повреждение #износ #задир #эксплуатация #рекламация #гарантия #сервис

Свежие публикации
Архив

© 2015-2019  Научно-публицистический журнал. ISSN 2313-7533

Использование материалов, опубликованных в журнале «Наукоград Наука Производство Общество», допускается только с письменного разрешения редакции.