ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контрольные вопросы из "Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки " Для исключения поломки лопаток вследствие образующегося и скапливающегося в корпусе турбины конденсата должна быть исправна не только дренажная система, но и четко выдерживаться график повышения частоты вращения при медленном вращении ротора изламывающие усилия, действующие на лопатки при их входе в конденсат, будут, конечно, меньше. [c.471] Для исключения попадания в проточную часть посторонних предметов, прежде всего, требуется соблюдение дисциплины проведения монтажных и ремонтных работ, исключение попадания инструментов, крепежа, мелких деталей в проточную часть. После монтажа и ремонта паропроводы должны тщательно продуваться. [c.471] Сильные задевания, приводящие к излому рабочих лопаток, обычно возникают не вдруг, а начинаются с незначительных задеваний, увеличения вибрации корпусов подшипников и т.д. Поэтому основной мерой борьбы с изломами по этой причине является внимательная и грамотная эксплуатация с анализом тех отклонений в режимах и показаниях приборов, которые возникают в процессе эксплуатации. [c.471] Появление трещин в хвостовиках происходит в зонах концентрации напряжений. На рис. 16.42 показан пример разрушения по третьему зубу хвостовика елочного типа и появления усталостной трещины по первому зубу. [c.471] При проектировании рабочих лопаток хвостовые соединения повергаются тщательным расчетам. Однако сложность формы, неопределенность условий механического нагружения отдельных элементов хвостового соединения не позволяют обеспечить их надежность использованием только расчетных методов, несмотря на их высокое совершенство. Поэтому после проектирования хвостовые соединения проходят экспериментальную отработку в заводских исследовательских лабораториях. Окончательная доводка хвостовых соединений проводится на основе опыта эксплуатации и анализа разрушений. [c.471] Усталостные Поломки рабочих лопаток по хвостовикам обычно происходят из-за нерасчетного увеличения нагруженности (статической, динамической или той или другой одновременно) вследствие некачественного изготовления или при ремонте на электростанции, а также нарушения правил технической эксплуатации. [c.471] Весьма поучительной для анализа является разрушение рабочей лопатки, показанной на рис. 16.42. Самым слабым по сочетанию статических и вибрационных нафузок оказалось сечение по третьему (нижнему) ряду зубьев, в результате чего произошло их усталостное разрушение. В результате увеличилась нагрузка на первый ряд зубьев, где появилась трещина усталости, выросшая к моменту извлечения лопатки на половину ширины сечения. [c.472] Большое влияние на прочность хвостовиков оказывает концентрация напряжений, т.е. радиусы скругления для наиболее опасных сечений. [c.472] ОСИ проходят через зоны нижней опорной поверхности в хвостовике. В этом случае коэффициенты концентрации, вызванной отверстием под заклепки и скруглением паза хвостовика, перемножаются, и концентрация оказывается очень высокой. Следует добавить, что в этом конкретном случае сечения заклепки подвергаются не только напряжениям среза, но и изгиба, на который они не рассчитаны. На одной из турбин произошло разрушение замковой лопатки регулирующей ступени, вызванное только что описанным обстоятельством. Разрушаясь, лопатка и ее отдельные куски явились теми посторонними предметами, которые вызвали поломку нескольких последующих ступеней ЦВД. [c.472] Как обычная, так и коррозионная усталость интенсифицируется при усилении вибрации рабочих лопаток, вследствие их работы в условиях резонанса, недостаточно плотной установки на диске или ослаблении закрепления. [c.472] В настоящее время в мощных паровых турбинах в основном используют два типа периферийных бандажей ленточные и интегральные (цельнофрезерованные). [c.473] Разрушение бандажей может приводить к весьма тяжелым последствиям. Куски бандажа для последующих по ходу пара ступеней являются по существу посторонними предметами, вызывающими последствия, рассмотренные выше. Учитывая значительный диаметр установки периферийного бандажа, обрыв его на отдельных пакетах приводит к разбалансировке ротора и появлению интенсивной вибрации, особенно на критической для данного ротора частоте вращения. Если же обрыв бандажа и не вызвал серьезных немедленных неприятностей в части снижения надежности, последствия этого могут проявиться позже. Назначение бандажа прежде всего состоит в снижении амплитуд переменных возмущающих сил, действующих на рабочие лопатки, путем их равномерного перераспределения между рабочими лопатками пакета. Поэтому ликвидация бандажа приводит к увеличению возмущающих сил, действующих на лопатки. Далее, пакетирование обеспечивает вполне определенные тона собственных колебаний, поэтому отрыв бандажа приведет к изменению форм колебаний и возможности появления резонанса и разрушения лопаток. [c.473] Наконец, следует иметь в виду, что отрыв бандажа приводит к снижению экономичности из-за увеличения периферийных утечек. [c.473] Наиболее слабыми в бандажном соединении являются сечения АА и ВВ (рис. 16.44) в зоне шипа. Вызвано это максимальными значениями номинальных напряжений в сечениях под шипы и высокой концентрацией напряжений, особенно в отверстиях прямоугольной формы. [c.473] ИЗ расклепочного соединения при увеличении частоты вращения (угон турбины) и нарушении связи в шипе какой-либо из лопаток. [c.473] Обрыв бандажа может также произойти из-за чрезмерной расклепки шипа и уменьшения площади несущих сечений среза расклепанной части. [c.473] При работе турбины ленточный бандаж нагружен не только центробежными силами, вызывающими стационарный изгиб бандажа и стремящимися сорвать лопатки с шипов, но и вибрационными изгибающими нагрузками. При тангенциальных формах колебаний (см. рис. 16.7) изгиб бандажа происходит вокруг оси минимальной жесткости поперечного сечения, а при изгибно-крутильных формах — вокруг максимальной. Как правило, отрыву бандажа предшествует появление трещин усталости в отверстиях под шипы (рис. 16.45). [c.473] Обрыв бандажа может произойти и в случае недостаточной прочности шипа. В сечении шипа действует не только стационарная нагрузка, вызванная в основном центробежными силами бандажа, но и переменный изгибающий момент. В этих условиях исключительное значение приобретают радиус галтели у торцевой поверхности бандажа, выполнение фаски, исключающей подрезку шипа при клепке на участке бандажа, примыкающего к галтели, наличие остаточных напряжений после расклепки шипа. [c.473] Интегральные бандажи имеют существенные преимущества перед ленточными, поскольку они значительно прочнее, и поэтому они используются вплоть до рабочих лопаток последних ступеней. Для таких бандажей определенную опасность представляет эрозия, вызванная высокими скоростями соударения капель с металлом и большой периферийной влажностью. [c.474] Во многих случаях при вскрытии цилиндра турбины обнаруживается разрушение и рабочей лопатки, и бандажа (рис. 16.46). Установить первопричину разрушения в этом случае можно с помощью комплексного анализа. Анализ изломов (усталостный или вязкий) бандажа и лопатки позволяет судить о характере и в какой-то мере о причинах разрушения. Дополнительный расчетный анализ главных форм и собственных частот рабочих лопаток, а также частот возмущающих сил и их амплитуд позволяет с большой степенью вероятности установить уже причину разрушения. [c.474] Вернуться к основной статье