Исчерпание ресурса длительной прочности

ИСЧЕРПАНИЕ РЕСУРСА ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ [c.480]

Лопатки турбин в условиях эксплуатации, как правило, накапливают повреждения более устойчиво, чем лопатки компрессора. Это связано с тем, что они подвергаются постоянному нагреву при длительном статическом растяжении под действием динамической нагрузки от вращения ротора. В этом случае возможно возникновение такого явления, как ползучесть или термоциклическое разупрочнение материала в результате теплосмен по циклу ПЦН. Каждый механизм исчерпания долговечности лопатки имеет свою длительность действия, и поэтому разрушение лопатки на разных стадиях эксплуатации отвечает разным критериям прочности. В результате этого распределение долговечности лопаток может иметь не один, а несколько максимумов по числу случаев разрушения, в зависимости от того, какие виды механизмов разрушения могут последовательно доминировать при исчерпании ресурса лопатки. [c.567]

Такой же вывод следует и из анализа распределения случаев возникновения трещин в лопатках по наработке. Наибольшее число случаев удовлетворяет нормальному закону распределения, но лопатки, наработка которых превышает 60 % от назначенного им ресурса, явно выходят за рамки распределения по наработке остальных лопаток. Имеет место только два случая разрушения лопаток (из 48 всех случаев возникновения трещин), когда их наработка существенно превысила наработку всех остальных лопаток — 12006 и не менее 14676 ч. Такая ситуация не может быть отнесена к особенностям повреждения материала лопаток. В лопатке с максимальной наработкой не было выявлено признаков нерекристаллизованных зерен, поэтому возникновение в ней первоначальной межзеренной трещины из-за длительного статического разрушения обусловлено естественной утратой лопаткой своего ресурса. Поэтому две лопатки с максимальной наработкой в эксплуатации, существенно отличающихся от всех остальных лопаток, следует относить к другому распределению. Они характеризуют рассеяние непосредственно лопаток без повреждений в тех условиях эксплуатации, в которых начинается исчерпание долговечности лопаток по критерию длительной статической прочности. Это подтверждается и сечением разрушения последней лопатки с максимальной наработкой. Расстояние от основания лопатки до плоскости разрушения составило 148 мм, что находится в середине диапазона (121 177)/2 = 149 мм для всех лопаток с трещинами. [c.618]

Возможность определения долговечности в цикловом выражении с определением только запасов без введения в расчет повреждений от длительных статических нагрузок и запасов по времени рассмотрена в гл. 2 и И. Такой расчет предполагает определение эквивалентного времени цикла Тцэ или использование допущения о предельных характеристиках прочности и пластичности для конечной стадии исчерпания временного ресурса. [c.102]

Сопоставление кривых, характеризующих относительную по-врежденность количеством накопленных пор в двух партиях металла стали 12X1МФ, с соответствующими расчетными кривыми (сплошные и пунктирные линии на рис. 3.22) подтвердило целесообразность применения формулы (3.23) для оценки степени поврежденности металла на разных стадиях исчерпания ресурса. Кривые накопления повреждений, рассчитанные по формуле (3.23), для роторной стали Р2М в полной мере отражают закономерности накопления пластической деформации (соответственно повреждений) в условиях ползучести (см. рис. 3.24). Аналогичная обработка результатов испытаний на длительную прочность стали 15ХМ в интервале температур 550—625 °С подтвердила возможность использования формулы (3.23) расчетная кривая в достаточной мере отражает процесс накопления деформации ползучести (см. рис. 3.25,6). [c.103]

Традиционные расчеты статической и длительной прочности изделий, основанные на оценке номинальной нагруженности, оказываются в силу назвайных обстоятельств недостаточными, и в ряде случаев наблюдается выход деталей из строя вследствие исчерпания ресурса по критерию малоциклового сопротивления в зонах местной нагруженности изделия. [c.3]

Одной из основных причин преждевременного разрушения корпусных деталей паровых турбин, работаюш их в нестационарных тепловых условиях, является мапоцикповая термическая усталость. По приближенной оценке [1], ресурс длительной циклической прочности металла корпусов паровых турбин может быть исчерпан после сравнительно небольшого количества теплосмен (500 — 1000). [c.48]

Результаты расчета повреждения, в наиболее повреждаемых зонах роторов и корпусов турбин при типичном эксплуатационном нагружении (табл. 4.6), приведены в табл. 4.7. Расчеты на длительную прочность [77] показали, что для этих деталей длительная прочность не ограничивается ресурсом 200 тыс. ч, а коэффициенты запаса времени до разрушения и длительной пластичности превышают требуемые. При моделировании на образцах из роторных сталей 25Х2М1Ф и 20ХЗМВФ при температурах до 630 °С процессов изменения длительных свойств роторов был сделан вывод о возможности исчерпания ресурса парка роторов по условиям длительной прочности уже после 2,5-10 ч. Дополнительное обоснование этого способа увеличения ресурса роторов проведено с использованием в качестве моделей прямых участков паропроводов свежего пара и промперегрева из стали того же класса (что и конструкции), проработавших при более высокой температуре (540—565 °С) более 170 тыс. ч и имеющих не лучшие механические характеристики. [c.161]

Существенным моментом при проведении контроля материала является длительное хранение его результатов. Это связано с тем, что по мере эксплуатации деталей, из него изготовленного, часто возникают вопросы, связанные с увеличением их назначенного ресурса. Большую помощь в решении этих вопросов оказ лвают испытания материала после длительной наработки и сравнение их результатов с результатами контроля материала до эксплуатации. Речь идет о механических свойствах, длительной прочности, массе детали, собственной частоте колебаний, распределении толщины покрытия по обводу профиля, микро- и макроструктуре и т.д. Изменение этих характеристик в процессе эксплуатации позволяет определить степень исчерпания и возможности продления ресурса. [c.544]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...