Сварной ротор паровой турбины

 

OnИСАНWE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 634880

GIIioa Севетских

Свциалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.06.77 (21) 2495220/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.11.78. Бюллетень № 44 (45) Дата опубликования описания 30.11.78 (51) М. Кл.

В 23К 9i 16

В 23К 33/00

Государствепиый камитет (53) УДК 621.791.75 (088.8) по делам изобретений и аткрытий (72) Авторы изобретения

С. И. Герман, А. Ф. Рудковский, В. В. Угольников, Ю. Ф. Косяк, В. И. Ерохин, С. Ф. Никольский, В. И. Руднев, Б. Е. Патон, Б. С. Касаткин, Н. Н. Зорев, Л. М. Яровинский и Г. В. Днепровский

Всесоюзный проектно-технологический институт тяжелого машиностроения и Харьковский турбинный завод им. С. М. Кирова (71) Заявители (54) СВАРНОЙ РОТОР ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к области турбиностроения.

Известны сварные роторы паровых турбин, собранные из дисков с посадочными поясками для центрирования дисков при сборке. Разделка дисков под сварку выполнена U-образной формы по всей длине шва.

В зоне корневой части сварного шва между дисками выполнен зазор для обеспечения провара шва. В нижней части разделки над 10 посадочными поясками выполнена полость, образованная разгрузочными канавками, обеспечивающими снижение концентрации напряжения в корне шва (11.

Недостатком такой конструкции является 15 отсутствие жестких упоров, фиксирующих положение дисков в осевом направлении, наличие дополнительных сухарей, устанавливаемых в верхнюю цилиндрическую часть разделки, и стяжек, скрепляющих диски 20 между собой и обеспечивающих необходимую геометрию ротора как при сборке, так и при сваркс.

Наличие стяжек и сухарей также исключает возможность проведения непрерывной 25 сварки по всему периметру. Кроме того, U-образная форма разделки требует многопроходной сварки по ширине разделки в корне шва, что вызывает неравномерность деформации прп сварке.

С целью улучшения качества и повышения производительности путем поддува защитного газа с обратной стороны шва и применения однопроходной сварки, в корневой части разделки установлена вставка со ступенчатой разделкой из более пластичного материала, чем материал дисков, прп этом нижние выступы ступенчатой разделки имеют ширину 1,5 — 2 диаметра электрода и высоту, равную 1,0 — 1,5 ширины, а в ободе каждого диска выполнен канал для IIQдачи защитного газа, связанный с кольцевой полостью.

На фиг. 1 схематически изображен ротор; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1 (разделка дисков под сварку).

Ротор состоит из дисков 1, собираемых и свариваемых в горизонтальном положении оси при осевом сжатии. В местах соединения диски выполнены с центрирующими посадочными поясками 2, обеспечивающими при сборке заданную соосность дисков относительно друг друга. Диски в местах соединения выполнены с U-образной разделкой 3 под сварку, имеющей ступени 4 и 5 в корневой зоне шва и плотно прилегающие

63488О

Фиг. 1 друг к другу выступы 6 в нижней части корневой зоны шва. В корневой части разделки 3 установлена вставка 7 со ступенчатой разделкой, выполненная наплавкой на диски 1 более пластичного материала, чем матер и ал дисков.

Между корневой зоной сварного шва и центрирующими поясками 2 расположена полость 8, в которую через канал 9, выполненный в ободе каждого диска, подают защитный газ, в среде которого осуществляют аргонно-дуговую сварку выступов корневой зоны шва. Выступы 6 жестко фиксируют осевое положение дисков при сборке и сварке, что исключает использование сухарей, 15 устанавливаемых в верхн1ою цилиндрическую часть разделки и стяжек, скрепляющих диски между собой. Это позволяет производить непрерывную автоматическую сварку и ведет к повышению производи- 20 тельности, КроМе того, поскольку сборку и сварку дисков осуществляют при осевом сжатии, происходит деформация выступов

6 до полного контакта их торцов, чем обеспечивается герметизация полости 8. Высота 25 выступов 6 составляет 4 — 5 мм. Выступ проплавляется за один проход аргонно-дуговой сварки без присадочной проволоки, при этом достигается надежное обратное формирование шва и улучшение его качест- 30 ва за счет избыточного давления защитного газа в герметичной полости 8 и отсутствия подсоса воздуха в эту полость.

Нижняя ступень 4 разделки необходима для перехода к более производительной и З5 качественной сварке под флюсом. Ширину этой ступени выбирают равной 1,5 — 2 диаметрам неплавящегося электрода, обеспечивающей наличие зазора, равного средней величине усадки корневой части при свар- 40

«е, обуславливающего нормальное протекание процесса сварки этой ступени, причем наложение валиков при сварке в этой ступени осуществляют за один проход по ширинее р аздел ки. 45

Однопроходная сварка ступени 4 обеспечивает минимальные деформации дисков.

Высота нижней ступени 4 и выступов 6 долхк а быть не менее глубины провара при сварке под флюсом оставшейся корневой части шва.

Наличие вставки 7 позволяет осуществлять без предварительного нагрева сварку двух ступеней 4 и 5 и выступов 6 разделки.

Исследования натурной модели ротора показали, что механические свойства ротора в местах сварки составляют не менее

80% механических свойств основного материала.

Использование предложенной конструкции ротора и новой технологии его изготовЛСНИЯ ПОЗВОЛИЛО ПОЛ ЧИТЬ ГОДОВУЮ ЭКОНОмию капиталовложений в размере более

4 млн. р.

Формула изобретения

Сварной ротор паровой турбины, содержащий диски с ободами и посадочными центрирующими поясками, причем в дисках выполнена U-образная разделка, а между центрирующим пояском и корневой зоной сварного шва выполнена кольцевая полость, отл ича ющийся тем, что, с целью улучшения качества и повышения производительности путем поддува защитного газа с обратной стороны шва и применения однопроходной сварки, в корневой части разделки установлена вставка со ступенчатой разделкой из более пластичного материала, чем материал дисков, при этом нижние выступы ступенчатой разделки имеют ширину

1,5 — 2 диаметра электрода и высоту, равную 1,0 — 1,5 ширины, а в ободе каждого диска выполнен канал для подачи защитного газа, связанный с кольцевой полостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент ЧССР № 106283, кл. 21h, 30/10, 1962.

Щуг. г

Составитель Ю. Никитин

С. Антипенко Корректоры: Л. Котова

Редактор в. Морозова Тех ред . н п Л. Брахнина

Из. %728 Тираж 1221 Подписное

Заказ 1918/1

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретен р зд. ний и отк ытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2