Способ продления ресурса деталей энергетического оборудования Советский патент 1992 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к ремонтной технике и может быть использовано при восстановлении ресурса эксплуатации высоконагруженных шпилек для фланцевых соединений корпусов цилиндров паровых турбин и паропроводной арматуры, отработавших в условиях циклической ползучести более 100 тысяч часов.

Известен способ продления ресурса деталей, работающих в условиях ползучести, за счет снижения растягивающих напряжений и уменьшения поврежденности, накопленной в поверхностном слое деталей, путем удаления до 10% металла в районе повреждения. Однако этот способ не может быть применен для продления ресурса шпилек, так как по нему необходимо удалить слой металла, толщина которого на порядок и более превышает толщину поверхностного слоя, что значительно ослабит сечение шпильки. Этот способ может быт-ь применен только для малонагруженных деталей и не пригоден для восстановления прочности высоконагруженных шпилек, работающих в условиях циклической ползучести.

Известен более близкий к предлагаемому способ продления ресурса деталей энергооборудования, имеющих в поверхностном слое микро- и/или макроповреждения, заключающийся в удалении поверхностного слоя металла, проведении неразрушающего контроля и определении остаточного ресурса. Однако этой технологии недостаточно для продления ресурса деталей, работающих длительное время в условиях циклической ползучести, например шпилек для фланцевых соединений корпусов турбин. В этих условиях, кроме повреждения поверхVJЈь СЛ 4 Ю

ностного слоя металла, может быть нарушена его микротвердость, снижение которой может привести к хрупкому разрушению шпильки в процессе эксплуатации. Кроме того, известный способ, уничтржая концентраторы напряжений в поверхностном слое металла, не уничтожает концентраторы напряжений, которые возникают в нижней части резьбы ближайших к разьему витков шпилек, если они работают с пониженной микротвердостью.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа путем продления ресурса резьбовых крепежных шпилек, отработавших установленный срок эксплуатации.

Для достижения указанной цели при известном способе продления ресурса деталей энергетического оборудования, име- Ю1цих в поверхностном слое микро- и/или макроповреждения, заключающемся в удалении поверхностного слоя металла, прове- дении неразрушающего контроля и определении ресурса, перед удалением поверхностного слоя металла контролируют микротвердость одной или нескольких шпилек, работающих в одинаковых условиях, и при наличии снижения микротвердости менее чем на 10% удаление поверхностного слоя осуществляют с резьбовой части всех шпилек в пределах допуска резьбы. При наличии снижения микротвердости шпилек на 10% и более перед удалением поверхностного слоя все шпильки подвергают восстановительной термообработке, а после удаления поверхностного слоя снимают, как минимум, по одному близлежащему к цилиндрической части шпильки витку.

Из группы шпилек, снятых во время капитального ремонта турбины, выработавших свой ресурс и находящихся в одинаковых эксплуатационных условиях, выбрали одну шпильку, из которой изготовили образцы для испытания металла на микротвердость. Испытания показали, что микротвердость металла снижена на 11% относительно нормы. Для восстановления свойств металла все шпильки подвергнули восстановительной термообработке;

нормализация при 1030-1050°С, выдержка 1 ч, ступенчатый отпуск при 720°С 6 ч. После термообработки с каждой шпильки сняли поверхностный слой металла: с цилиндрической части шпилек 0,5 мм, а с резьбовой части 0Г1 мм. Одновременно со снятием поверхностного слоя, у шпилек удалили по одному близлежащему к цилиндрической части шпильки витку. Проверка поверхности ультразвуковым контролем не выявила повреждений. Две шпильки из группы испытаны совместно с двумя новыми шпильками для сравнения определенных на образцах характеристик релаксационной стойкости,

длительной прочности и пластичности, а также трещиностойкости.

По результатам испытаний всей группе шпилек продлен ресурс на 100 тыс.часов. Формула изобретения

1. Способ продления ресурса деталей

энергетического оборудования, имеющих в поверхностном слое микро- и/или макроповреждения, заключающийся в удалении поверхностного слоя металла, проведении

неразрушающего контроля и определении остаточного ресурса, отличающийся тем. что, с целью расширения технологических возможностей путем продления ресурса резьбовых крепежных шпилек,

отработавших установленный срок эксплуатации, перед удалением поверхностного слоя металла контролируют микротвердость одной или нескольких шпилек, работавших в одинаковых условиях, и при

5 наличии снижения микротвердости менее чем на 10%, удаление поверхностного слоя осуществляют в резьбовой части всех шпилек в пределах допуска резьбы.

2. Способ по п.1,отличающийся

0 тем. что, с целью расширения технологических возможностей при наличии снижения микротвердости шпилек на 10% и более, перед удалением поверхностного слоя все шпильки подвергают восстановительной

5 термообработке, а после удаления поверхностного слоя снимают, как минимум, по одному близлежащему к цилиндрической части шпильки витку.

Использование: при ремонте техники, в частности при восстановлении ресурса высоконагруженных шпилек для фланцевых соединений корпусов паровых турбин и паропроводной арматуры, отработавших в условиях циклической ползучести. Сущность изобретения: из групп шпилек, работавших в одинаковых условиях эксплуатации, контролируют, как минимум, по одной шпильке на микротвердость металла. При обнаружении понижения микротвердости на 10% и более всю группу шпилек подвергают восстановительной термообработке. Затем со всех шпилек снимают поверхностный слой в пределах допуска резьбы. У шпилек, подвергшихся термообработке, удаляют, кроме того, как минимум, по одному близлежащему к цилиндрической части шпильки витку. 1 з.п.ф-лы. сл С