Способ восстановления ресурса работы ротора турбины Советский патент 1987 года по МПК G01M19/00 G01N33/20 

00 4 СО

J

110

Изобретение относится к области энергомашиностроения, преимущественно паротурбостроения, в частности, к способам восстановления ресурса работы и повышения долговечности роторов турбин,

Известен способ повьшения ресурса работы роторов и корпусов турбин путем удаления поверхностного слоя металла при допущении, второй стадии развития макротрещин.

Недостатком такого способа является повьшенная Опасность хрупкого разрушения ротора в период эксплуатации.

Известен также способ восстановления ресурса работы ротора, турбины с зонами концентраторов и внутренней полостью путем периодического удаления с ротора при ремонте турбины поверхностного слоя металла, поврежденного при эксплуатации.

Недостатками этого сдособа является следующее.

Предусматриваемое удаление слоя металла со стороны наружной поверхности ротора не исключает хрупкого разрушения роторов турбоустановок, вызванных возникновением макротрещин и их развитием со стороны внутренней полости ротора, а также не позволяет исключить возможность наличия исходных макродефектов именно в поверхностном слое внутренней полости ротора. Удаление поверхностного слоя производится однократно, (только при капитальных ремонтах), что не исключает в последующем развития макротрещин в омоложенном слое и ограничения, без необходимости, фактической долговечности ротора.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности путем исключения второй стадии развития микротрещин. ,

Указанная цель достигается тем, что периодическое удаление поверхностного, слоя металла с наружной поверхности в зоне концентраторов производят и с внутренней полости, при достижении отношения суммарной повреждаемости к ее допустимому значе: кию, равного 0,6 - 0,8.

Способ восстановления ресурса работы ротора осуществляется следующим образом.

Определяют величину i суммарной относительной повреждаемости ротора

4942

в зонах наружной поверхности и во внутренней полости ротора. Суммарная относительная повреждаемость определяется как отношение фактической повреждаемости, измеряемой количеством циклов, количеством часов работы и так далее, к их разрушающим значениям. При достижении ч О 6-0,8 г. iQ (где 1 - предельно допустимая суммарная относительная повреждаемость ротора) останавливают турбину на ремонт, вынимают ротор из корпуса турбины, устанавливают его на станке,

15 например, типа балансировочного станка, и удаляют поверхностный слой металла с наружной поверхности ротора в зоне концентраторов и с внутренней полости ротора, т.е. в тех критичес20. ких зонах, в которых наиболее вероят-но возникновение и развитие трещин. Толщина удаляемого слоя с/ составляет от 0,5 до 2 мм. Для наружной поверхности ротора, эксплуатируемого при

25 небольшом числе основных, низкочастотных циклов , высокочастотных N, 10, уровне размахов низкочастотных напряжений л 2 высокочастотных cf ,, реко3Q мендуется левая граница (,5мм). Дпя внутренних полостей рекомендуется правая граница ( f 2 мм) . ПромежУ точные значения с/ могут быть рекомендованы для наружной поверхности при ужесточении режимов эксплуатации. Исключение второй стадии развития макротрещин, стадии их устойчивого развития и катастрофического лавинного хрупкого разрушения достигает4Q ся за счет того, что значение фактической Суммарной относительной повреждаемости (поврежденности) составляет 0,6 - 0,8-. Это означает, что размер макротрещин с весьма высокой

степенью надежности за период между омоложениями не превысит толщины снимаемого поверхностного слоя. За момент разрушения по первой стадии принят момент развития макротрещины 0,1-0,4 мм. Принятое значение ч 0,6 - 0,8 определяется тем, что известный закон линейного суммирования повреждений, в случае справедливости которого ч 1,0, в действительности есть лишь приближенная модель. Для роторов турбин, как показали эксперименты, полоса разброса экспериментальных точек не опускается ниже ti 0,6.

3 10184944

Омолаживание ротора производитсяловий позволяет увеличить расчетный

периодически, каждый раз после этогоресурс, долговечность ротора и исклюцикла принимается, что 1 0. Этотчить опасность его катастрофического

процесс: повторяется до тех пор, покаразрушения. Так как роторы современв толще металла ротора не будут на-ных турбоустановок являются элементакоплены повреждения по границам зе-ми, определяющими маневренные харакрен(рассеянное повреждение), уро-теристики трубоустановок и энергоблок

вень которых потребует замены ротора,ков, то реализация данного изобретеТаким образом, периодическое уда- IQ ния позволит улучшить эти ха рактерисление поверхностного слоя металла с|тики, а также уменьшить объем дефекнаружной поверхности и внутреннейтоскопии даже при увеличении ее пеполости при достижении указанных ус-|риодичности.

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕСУРСА РАБОТЫ РОТОРА ТУРБИНЫ с зонами концентраторов и внутренней полостью путем периодического удаления с ротора при ремонте турбины поверхностного слоя металла, поврежденного при эксплуатации, отличающийс я тем, что, с целью повьш1ения надежности путем исключения второй стадии развития макротрещин, периодическое удаление поверхностного слоя металла с поверхности в зоне концентраторов производят и с внутренней полости по достижении отношения суммарной повреждаемости к ее допустимому значению 0,6 - 0,8. (Л