ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оценка опасности хрупкого разрушения корпусов и скорость устойчивого роста трещин из "Расчет термонапряжений и прочности роторов и корпусов турбин " Классификация конструкций. Корпусные элементы (корпуса клапанов и цилиндров турбин мощностью 160—300 МВт) можно подразделить на две группы (рис. 4.2). [c.135] К первой группе относятся все элементы, в которых возникновение критической ситуации приводит не к катастро( )и-ческому разрушению, а к росту трещиноватой зоны вплоть до возникновения течи паровой среды. К этой же группе относятся элементы, в которых критическая ситуация может и не возникнуть. Перечислим основные корпусные детали турбин мощностью 160—300 МВт, отнесенные к первой группе. [c.136] На рис. 4.2 указаны зоны, в которых при дефектоскопии и ремонте корпусов систематически выявлялись трещины. Лишь в некоторых элементах, например корпусах ЦВД турбин К-200-130 ЛМЗ, в области камеры регулирующей ступени имеется критическая зона, плоскость которой пересекает разъем цилиндра, соединенного мощными фланцами и шпильками. Даже если критическая ситуация возникнет и одна из половин цилиндра разделится на две части, то и при этом катастрофы не произойдет. Обе эти части будут надежно соединены фланцами с другой половиной цилиндра. В этом случае появится утечка паровой среды, и энергоблок будет остановлен. [c.136] Опыт эксплуатации корпусных деталей турбин показывает, что возможность одновременного возникновения критических ситуаций как в верхней, так и в нижней половинах одного корпуса (и в одном сечении) мало вероятна. Критическая глубина трещины / р существенно превышает толщину Н стенки корпусов, которая для турбин мощностью 100—300 МВт не превышает 200 мм. Следовательно, для корпусов первой группы, т. е. корпусов ЦВД и ЦСД турбин мощностью 160—300 МВт, возможно образование сквозной трещины и течи среды, но опасности катастрофического разрушения этих деталей нет. Этот вывод не распространяется на зоны соединения корпусов ЦВД и ЦСД со всеми патрубками. Таким образом, к первой группе относятся все корпуса, в которых критическая зона отсутствует или пересекает [разъем корпуса, соединенный мощными фланцами. [c.136] Ко второй группе относятся корпуса, в которых имеется критическая зона, не пересекающая фланцевое соединение. К этой группе в соответствии с определением относятся, в частности, корпуса стопорных клапанов высокого давления К-200-130 ЛМЗ и К-160-130 ХТЗ. [c.136] Оценка скорости роста макротрещин на стадии их устойчивого развития при малоцикловом усталостном нагружении и ползучести выполнена по экспериментальным данным, приведенным в работе [95]. [c.138] Поясним это на примере. При А/С = 100 МПа у м из выражения (4.2) получим /дг = 1 мм/цикл, а при АК = 200 МПа /м In = 10,2 мм/цикл. И первое, и, тем более, второе значения 1 абсурдно велики. Это объясняется тем, что выражение (4.2) получено на образцах в области Д/С с 16 МПа м. Применение этого выражения за пределами области, в которой оно апробировано, неправомерно. [c.139] При построении кинетических диаграмм I = / (Д/С, Кс, tn, М, R, /С ) только по результатам испытаний образцов необходимо ввести большие коэффициенты запаса, что приводит к утяжелению конструкции. Однако в действительности резервы и не малые есть (см. табл. 4.3), что обосновано представительными статистическими данными по работе литых корпусов турбин, со-держаш их дефекты. [c.139] Трудозатраты, связанные с выборкой трещин и заваркой выборок, значительны (в эти работы входит установка лесов, съем изоляции, шлифовка поверхностей и т. п.). Достаточно велика вероятность, что скорость роста возникающих трещин с течением времени значительно уменьшается и, весьма возможно, рост трещин прекращается на определенном этапе. С учетом этой оговорки следует признать промышленный эксперимент необходимым этапом при решении вопроса о ненужности ремонта. Подобный эксперимент дал положительный результат при изучении воздействия водяной очистки котлов на процесс развития системы трещин в поверхностях нагрева котлов [81]. Так при значительных напряжениях, возникающих от давления, и размахе номинальных напряжений у поверхности деталей, превышающем при водяной очистке предел текучести, образуется и развивается система трещин. Однако, как показывают результаты эксплуатации, после нескольких десятков тысяч циклов (при большом числе испытывавшихся деталей — труб теплообменников) в этих деталях сквозные трещины практически не возникают. [c.140] Для корпусов, отнесенных ко второй группе, возможность катастрофического разрушения вполне реальна. В условиях, когда фактические значения К могут достигнуть Ki , механика разрушения не позволяет сегодня дать достоверный ответ на вопрос о том, что при этом произойдет хрупкое ли разрушение конструкций, течь ли среды или подрастание трещины. Дальнейший прогресс в решении этой проблемы возможен при реализации полунатурных испытаний моделей корпусов. [c.140] Вернуться к основной статье