Материалы сварных конструкций турбин

МАТЕРИАЛЫ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТУРБИН [c.19]

Эффективным направлением является использование в различных частях сварных конструкций разнородных материалов, наиболее полно отвечающих требованиям эксплуатации, применение двухслойного проката со специальными свойствами облицовочного слоя и других сочетаний. Примером может служить ротор газовой турбины. По ободу диск ротора подвергается действию высоких температур и относительно небольших усилий, а центральная часть работает в условиях невысоких температур и воздействия больших усилий Подобрать материал, одинаково хорошо работающий в этих условиях, очень трудно. Поэтому целесообразно изготовить сварной ротор центральную часть из высокопрочной стали перлитного класса, а обод диска из жаропрочной аустенитной (рис. 6.21). [c.171]

Составными являются конструкции, имеющие механические средства крепежа, такие, как заклепки, болты и винты. К подобным конструкциям относятся и обшивка со стрингерами на заклепках, являющаяся элементом фюзеляжа самолета, и составные блоки дизельных двигателей. Примерами цельных или сварных конструкций являются звукопоглощающие оболочки и лопатки турбин. Цельные конструкции обычно имеют высокое начальное демпфирование, при котором коэффициент потерь может достигать значения 0,05. Это значение намного превышает то, которое можно получить в сварных или цельных конструкциях, потому что демпфирование за счет соединений будет минимальным, и измерения дают значение коэффициента конструкционных потерь, сопоставимое с потерями в самом материале, т. е. около 10- . .. 10-5 для стальных или алюминиевых конструкций. Поэтому увеличение коэффициента демпфирования, скажем, в десять раз для сборных конструкций является гораздо более сложной задачей, чем для цельной или сварной конструкции. Различным случаям применения должны соответствовать различные способы обработки материалов и конструктивные приемы, повышающие демпфирующую способность, что зависит от демпфирующих свойств исходной конструкции. [c.40]

При разработке технологии сварки жаропрочных материалов особую трудность представляет, как правило, выбор сварочных материалов (электродов и сварочных проволок), обеспечивающих необходимые свойства металла шва. Для работы при высоких температурах металл шва, кроме необходимого уровня механических свойств и технологической прочности, должен обеспечивать также достаточную стабильность структуры и свойств при заданных температурах, обладать необходимым сопротивлением ползучести и жаростойкостью, а также рядом других свойств в соответствии с условиями работы данного узла. При этом критерии оценки пригодности того или иного типа сварочных материалов будут существенно зависеть от назначения данного узла конструкции. Так, например, для сварных конструкций камер сгорания газовых турбин пригодность тех или иных электродов будет определяться прежде всего жаростойкостью металла шва. Ряд сварных узлов турбин (рабочие лопатки, роторы и другие) могут работать под воздействием динамических знакопеременных напряжений. Поэтому для данных сварных соединений должна быть проверена их усталостная прочность. [c.21]

Переход к сварным конструкциям, как правило, позволяет улучшить технологичность изделия. Это особенно относится к сварным конструкциям узлов и деталей турбин, применение которых позволяет снизить вес и трудоемкость изготовления машин, а во многих случаях — повысить их эксплуатационные качества. Преимуществом сварных конструкций является возможность получения монолитного изделия (практически любых габаритов), составленного из частей, выполненных наиболее рациональным для данной конструкции технологическим процессом ковкой, литьем, штамповкой или прокатом. При этом могут быть использованы такие благоприятные свойства различных технологических процессов, как, например, хорошее формообразование при отливке, высокая степень чистоты поверхности при штамповке, доступность механической обработки частей до их сварки между собой, сочетание различных материалов и т. п. [70]. [c.70]

В задней части наружного корпуса вмонтирован выходной диффузор турбины и задний подшипник ротора компрессора — турбины. Выходной диффузор турбины представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух половин. Полость между выходным диффузором и корпусом заполняется теплоизолирующим материалом. Для того чтобы диффузор не воспринимал нагрузок от давления, в нем, так же как и во внутреннем корпусе турбины, сделаны сверления диаметром 5 мм. Наружное кольцо диффузора связано с внутренним при помощи ребер (по три на каждой половине). [c.110]

Лопатки турбины приварены к диску 4, который, в свою очередь, приварен к валу ротора 3. В случае сварной конструкции ротора отдельные элементы его изготовляются из различных металлов, что позволяет экономить дорогостоящие прочные материалы. Турбокомпрессор ТК ЗО обеспечивает степень повышения давления 1,35—2,0. При более высоких степенях повышения [c.137]

Сварные узлы турбин относят к ответственным конструкциям, они требуют контроля качества на всех стадиях их изготовления, включая операции контроля материалов, качества подготовки и сборки деталей, контроль изделия в процессе сварки и контроль готовой продукции. Для определения уровня требований по контролю сварных узлов турбин можно использовать нормы, установленные Правилами котлонадзора для элементов котельного оборудования (см. гл. IX). [c.299]

Испытания I—листовых материалов на раздвоения, 2—плакированных листовых материалов на дефекты соединений, 3—котлов, труб и т. п. на раздвоения и трещины, 4—полосовых и листовых материалов на ликвации, текстуры и т. п., 5—тянутых изделий на прочность хромового покрытия, 6—внутренней поверхности цилиндров на прочность хромового покрытия, 7—различных профилированных деталей на ошибки в размерах, 8—стержней на трещины, разрывы и т. п., 9—турбинных лопаток на трещины, 0—подшипников на прочность соединения и однородность заливки, И—котлов и труб на качество сварных швов, /2—сварных листовых конструкций на качество швов, 13—паяных деталей на целость пайки и иа трещины-, 14—точечной сварки. /5—сварных конструкций рамного типа, 16—изоляторов на трещины и раковины, 17—проводов на трещины и разрывы, 18—рельсов, сваренных автогеном, на целость сварных соединений, 19—мест спайки проводов на целость спайки, 20—клапанов двигателей на целость, 2/—припаянных покрытий контактов. [c.440]

Регенераторы. Главным требованием к материалам регенераторов является требование технологичности, обеспечивающей возможность прокатки тонких листов и тонкостенных труб, свариваемости и штампуемости. Материалы элементов регенераторов должны обладать высокой коррозионной стойкостью в условиях рабочих и стояночных режимов в среде воздуха и продуктов сгорания топлива. Материал регенераторов ГТУ, работающих на сернистых топливах и особенно топливах, содержащих ванадий, должен противостоять. сернистой и ванадиевой коррозии. Металл регенератора и его сварные соединения должны обладать термостойкостью. Это требование вытекает из наличия в регенераторе градиентов температур, меняющихся во времени (прл пусках и остановах турбины и изменениях режимов ее работы). Поскольку на экономичность ГТУ существенное влияние оказывает плотность регенератора, то материал его элементов в процессе эксплуатации должен сопротивляться действию различных факторов, вызывающих образование несплошностей (трещин, язв и т.д.). Такие не-сплошности могут возникать, например, если металл склонен к МКК (регенераторы, работающие в морских условиях), или если металл сварных соединений склонен к локальным разрушениям (по околошовной зоне), или если металл обладает низким сопротивлением вибрационным нагрузкам, возникающим при недостаточно жестких конструкциях. [c.39]

Основные задачи и программа контроля качества ДС. Система контроля должна обеспечивать своевременное выявление всех дефектов и вызывающих их причин с целью быстрейшей ликвидации недопустимых отклонений от заданного режима сварки. Для этого контроль осуществляется на всех этапах, начиная от поступления на сварку материалов и кончая выпуском готового сварного изделия, В зависимости от назначения изделия, степени его ответственности, а также системы организации производства могут быть различные варианты программы контроля качества ДС. На рис. 1 представлена программа контроля качества при ДС, которая предусматривает условия, максимально исключающие образование дефектов сварного соединения, а также контроль качества готового сварного соединения. Она рассчитана на изготовление конструкций ответственного назначения. В ряде случаев отдельные позиции этой программы можно исключить в зависимости от эксплуатационных требований к сварному соединению. Например, при сварке малогабаритных турбин основными требованиями к соединению являются прочность, отсутствие трещин и непроваров. Поэтому программа контроля должна предусматривать проведение механических испытаний, ультразвукового и люминесцентного контроля. Поскольку требования по герметичности в данном случае отсутствуют, то этот вид испытаний должен быть исключен из программы контроля. В другом случае, например при сварке теплообменников, основным требованием является их герметичность, поэтому здесь этот вид контроля является основным. [c.243]

Крышка турбины, опора пяты, верхнее и нижнее кольца относятся к стационарным деталям направляющего аппарата. Состоят они, как правило, из нескольких частей (секторов), габариты которых определяются условиями транспортировки и производства. Число секторов принимают четным, чтобы иметь сквозные меридианные разъемы, необходимые при обработке стыков. Выполняются эти детали сварными из проката МСтЗ, реже литыми из стали 20ГСЛ или ЗОЛ. Можно применять высокопрочный чугун ВПЧ 40-5, хорошо зарекомендовавший себя на Камской ГЭС. Выбор материала зависит от напряженного состояния деталей и условий производства. В последние годы в отечественном гидротурбостроении преимущественное применение нашли сварные конструкции. Они отличаются наименьшей затратой материалов для заготовок и наименьшей массой, требуют меньших припусков на обработку, позволяют точно выдерживать толщину стенок, в них отсутствуют внутренние и поверхностные дефекты, неизбежные в отливках, их фактическая прочность больше соответствует расчетным значениям. Общим недостатком сварных конструкций является наличие остаточных напряжений и вызываемых ими деформаций. Для устранения этих напряжений обязательно применение термической обработки (отпуска и нормализации) после сварки. Допустимые деформации сварных деталей должны находиться в пределах припусков на обработку. [c.96]

Одной из характерных особенностей сварных конструкций паровых и газовых турбин является широкий ассортимент применяемых материалов. Необходимость обеспечения заданного уровня свойств при длительной работе в широком диапазоне температур от комнатной до 500—800° требует использования в различных узлах установок легированных сталей перлитного, ферритомартенситного и аустенитного классов. Широкое применение находят сварные конструкции из литых деталей, поковок и проката. [c.19]

Технологические свойства стали ЭИ572 позволяют изготовлять из нее крупные ноковки (цельнокованые роторы, диски), а также ноковки для сварных конструкций роторов газовых турбин. Сталь может свариваться как с аустепитны.мп, так и с ферритнымп (перлитными) материалами (ирименяются электрод , ЦТ-5). [c.573]

Наиболее жаропрочными из аустенитных сталей, используемых в высоконагруженных узлах лопаточного аппарата газовых турбин, являются стали с интерметаллидным упрочнением марок ХН35ВТ, 08Х15Н24В4ТР и им подобные. При использовании их, а также высокожаропрочных сплавов на никелевой основе ХН65ВМТЮ в сварных конструкциях необходимо учитывать ограниченную свариваемость таких материалов (склонность к образованию около-шовных трещин при сварке и термообработке и повышенную чувствительность к локальным разрушениям при температурах эксплуатации) [3, 5]. [c.280]

Диски и облоначпвание газовых турбин, рассчитанные на кратковременную службу при температуре металла до 735 . Может применяться также для напряженных турбинных деталей, рассчитанных на длительную службу прн температурах 600—650 . Используется для изготовления сварных роторных конструкций. Ввиду высокого содержания молибдена в настоящее время повсюду заменяется более дешевыми п менее дефицитными материалами. [c.578]

Иногда при изготовлении особо ответственных сварных узлов (например, роторов газовых турбин) наряду со сваркой штатных конструкций производится сварка контрольных образцов натурных размеров теми же сварщиками в одинаковых условиях. После прохождения операций сборки, сварки и термической обработки контрольные образцы разрезаются для проведения макро- и микрообследования с испытаниями механических свойств в раз-лпч ом термическом состоянии и определения жаропрочных свойств сварных соединений. Осуществление контрольных операций в подобнь1х масштабах может быть оправдано только при освоеннп сварки новых материалов для первых образцов новых машин. [c.225]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...