Способ восстановления ресурса работы ротора турбины

 

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕСУРСА РАБОТЫ РОТОРА ТУРБИНЫ с зонами концентраторов и внутренней полостью путем периодического удаления с ротора при ремонте турбины поверхностного слоя металла, поврежденного при эксплуатации, отличающийс я тем, что, с целью повьш1ения надежности путем исключения второй стадии развития макротрещин, периодическое удаление поверхностного слоя металла с поверхности в зоне концентраторов производят и с внутренней полости по достижении отношения суммарной повреждаемости к ее допустимому значению 0,6 - 0,8. (Л

СО1ОЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 M 19/00 G 01 N 33/20

У»»

Г йс -"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3296186/24-06 (22) 03.04.81 (46) 23.10.87. Бюл. № 39 (71) Всесоюзный теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского (72) 10,Л.Израилев, И.И.Гольдберг, П.Л.Сурис и А.А.Чичугов (53) 621.165(088.8) (56) Рекомендации .по оценке прочности крупногабаритных конструкций с применением характеристик механики разрушения M., ЦНЫИТМАШ-ИМАШ, 1977, с. 80.

Израилев Ю.Л. и др. Снижение концентрации напряжений в роторах турбин К-300-240 ЛМЗ с целью повышения их маневренности. "Энергетик", ¹ 9, 1977, с. 30.

„„SU„„1018494 A (54) (57) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕСУРСА РАБОТЫ РОТОРА ТУРБИНЫ с зонами концентраторов и внутренней полостью путем периодического удаления с ротора при ремонте турбины поверхностного слоя металла, поврежденного при эксплуатации, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения второй стадии развития макротрещин, периодическое удаление поверхностного слоя металла с наружной поверхности в зоне концентраторов производят и с внутренней полости по достижении отношения суммарной повреждаемости к ее до пустимому значению 0,6 — 0,8. е

1 1018

Изобретение относится к области энергомашиностроения, преимущественно паротурбостроения; в частности, к способам восстановления ресурса работы и повышения долговечности роторов турбин.

Известен способ повышения ресурса работы роторов и корпусов турбин путем удаления поверхностного слоя металла при допущении второй стадии развития макротрещин.

Недостатком такого способа является повышенная опасность хрупкого разрушения ротора в период эксплуатации.

Известен также способ восстановления ресурса работы ротора турбины с зонами концентраторов и внутренней полостью путем периодического удаления с ротора при ремонте турбины поверхностного слоя металла, поврежденного при эксплуатации.

Недостатками этого способа является следующее.

Предусматриваемое удаление слоя металла со стороны наружной поверхности ротора не исключает хрупкого разрушения роторов турбоустановок, вызванных возникновением макротрещин и их развитием со стороны внутренней полости ротора, а также не позволяет исключить воэможность наличия исходных макродефектов именно в поверхностном слое внутренней полости ротора. Удаление поверхностного слоя производится однократно, (только при капитальных ремонтах), что не исключает в последующем развития макротрещин в "омоложенном" слое и ограничения, без необходимости, фактической долговечности ротора.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности путем исключения второй стадии развития микротрещин.

Указанная цель достигается тем, что периодическое удаление поверхностного слоя металла с наружной поверхности в зоне концентраторов производят и с внутренней полости, при достижении отношения суммарной повреждаемости к ее допустимому значению, равного 0,6 — 0,8.

Способ восстановления ресурса работы ротора осуществляется следующим образом.

Определяют величину суммарной относительной повреждаемости ротора в зонах наружной поверхности и во внутренней полости ротора. Суммарная относительная повреждаемость определяется как отношение фактической повреждаемости, измеряемой количеством циклов, количеством часов работы и так далее, к их разрушающим значениям. При достижении = 0,6-0,8 „,„ (где „ „ - предельно допустимая * марная относительная поврежцаемость ротора) останавливают турбину на ремонт, вынимают ротор из корпуса турбины, устанавливают его на станке, например, типа балансировочного станка, и удаляют поверхностный слой металла с наружной поверхности ротора в зоне концентраторов и с внутренней полости ротора, т.е. в тех критических зонах, в которых наиболее вероятно возникновение и развитие трещин.

Толщина удаляемого слоя d составляет от 0,5 до 2 мм. Для наружной поверхности ротора, эксплуатируемого при

25 небольшом числе основных, низкочастотных циклов N > c 10>, высокочастотных И 10, уровне размахов низкочастотных напряжений ad 2 c d „, высокочастотных о" 0,2 (d „ рекомендуется левая граница (d =0,5 мм).

Для внутренних полостей рекомендуется правая граница (d = 2 MM). Промежуточные значения d могут быть рекомендованы для наружной поверхности при

35 ужесточении режимов эксплуатации.

Исключение второй стадии развития макротрещин, стадии их устойчивого развития и катастрофического лавинного хрупкого разрушения достигает40 ся за счет того, что значение фактической суммарной относительной повреждаемости (поврежденности) 1 составляет 0,6 — 0,8; Это означает, что размер макротрещин с весьма высокой степенью надежности за период между

"омоложениями" не превысит толщины снимаемого поверхностного слоя. За момент разрушения по первой стадии принят момент развития макротрещины

50 0 1-0 4 - Принятое значение

= 0,6 — 0,8 определяется тем, что известный закон линейного суммирования повреждений, в случае справедливости которого 1 = 1,О, в действи55 тельности есть лишь приближенная модель. Для роторов турбин, как показали эксперименты, полоса разброса экспериментальных точек не опускается ниже 1 = 0,6.

Редактор Н.Сильнягина Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5131

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1

Омолаживание ротора производится периодически, каждый раз после этого цикла принимается, что = О. Этот процесс" повторяется до тех пор, пока в толще металла ротора не будут накоплены повреждения но границам зерен (рассеянное повреждение), уровень которых потребует замены ротора

Таким образом, периодическое удаление поверхностного слоя металла с наружной поверхности и внутренней полости при достижении указанных ус018494 4 ловий позволяет увеличить расчетный ресурс, долговечность ротора и исклю-. чить опасность его катастрофического разрушения. Так как роторы современных турбоустановок являются элементами, определяющими маневренные характеристики трубоустановок и энергоблот ков, то реализация данного изобретения позволит улучшить эти характеристики, а также уменьшить объем дефектоскопии даже при увеличении ее пе риодичности.