ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исчерпание ресурса длительной прочности из "Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки " Длительная прочность — это основной фактор, который определяет ресурс турбины. При длительном пребывании материала ротора в условиях высоких напряжений и температуры в нем накапливаются повреждения в виде пор и разрыхлений, которые затем сливаются в макротрещину, постепенно растущую даже в условиях постоянной нагрузки. При достижении трещиной критического размера происходит внезапное хрупкое разрушение. [c.480] Поэтому для турбин без промежуточного перегрева исчерпание длительной прочности в первую очередь происходит на поверхности осевой расточки под диском регулирующей ступени здесь ротор омывается наиболее горячим паром, а напряжения, определяемые большой массой диска регулирующей ступени, максимальны. [c.481] Для турбин с промперегревом, как правило, более опасной зоной является поверхность осевого канала в зоне первой ступени ЦСД. Это связано с тем, что при одинаковых температурах свежего и вторично перегретого пара температура в первой ступени ЦСД оказывается больше, чем в регулирующей ступени ЦВД из-за меньшего теплоперепа-да. Кроме того, диск первой ступени ЦСД имеет больший диаметр, а его лопатки — ббльшую длину. Поэтому и напряжения от вращения оказываются более высокими. [c.481] Длительная прочность материала зависит не только от температуры и напряжения, но и от длительности пребывания материала в условиях высокой температуры даже при отсутствии напряжений. При таких условиях происходит старение материала по границам его зерен выпадают карбиды, он становится более хрупким и его длительная прочность снижается. На рис. 17.3 показана полоса разброса длительной прочности (ограничена сплошными линиями) хромомолибденованадиевой стали, полученной из материала свежего ротора. Видно, что материал холодных зон (светлые символы) роторов, отработавших 130—140 тыс. ч имел такое же сопротивление длительной прочности. Однако материал высокотемпературных зон существенно состарился , и его длительная прочность снизилась. [c.481] Пример 17.3. Оценить снижение срока службы ротора за счет старения материала (см. штриховые линии на рис. 17.3), если напряжение ст = 100 МПа, а температура г = 520 °С. [c.481] В состаренном состоянии Р = 20 0 и Ig = 5,221. Таким образом, fp = 3 032 ООО ч, t p= 166 219 ч, т.е. время до разрушения снижается в 18,2 раза. [c.481] Обнаружить эффект старения материала работающего ротора достаточно сложно, хотя и возможно с помощью тонких физических методов (например, по разрыхлению материала вследствие образования пор и снижения его плотности). [c.481] Конечно, из этого примера вовсе не следует, что применение режима скользящего давления нецелесообразно. [c.482] Для исключения повышения температуры в камере регулирующей ступени скольжение следует осуществлять на части полностью открытых регулирующих клапанов. [c.482] Трещины длительной прочности могут возникать не только на расточках роторов, но и в придис-ковых галтелях и ободьях дисков, где расположены хвостовые соединения. [c.482] Пример 17.5. На рис. 17.4 схематично показан диск первой ступени ЦСД турбины мощностью 125 МВт, разрушившейся вследствие исчерпания длительной прочности после менее чем 2-х лет службы. Трещина возникла в зоне двух отверстий под заклепки замковой лопатки, затем она развивалась до критического размера, после чего произошел вырыв сегмента в 160°. [c.482] Пример 17.6. На рис. 17.5 показано разрушение от исчерпания длительной прочности пазов под хвостовики на барабанных роторах американских турбин, прослуживших всего 7 мес. В последних двух случаях причиной исчерпания длительной прочности явилась низкая длительная пластичность материала ротора. [c.482] Вернуться к основной статье