Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0216U006891, 0116U006349 , Науково-дослідна робота Назва роботи З'ясування причин руйнування робочих лопаток 4-ої ступені циліндра низького тиску ТГ на основі науково-технічної фрактографічної експертизи зламів та оцінювання технічного стану експлуатованого металу за механічними характеристиками Назва етапу роботи Керівник роботи Никифорчин Григорій Миколайович, Дата реєстрації 29-07-2016 Організація виконавець Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України Опис етапу Проаналізувавши всі можливі впливи на роботоздатність лопаток 4-ї ступені ротора низького тиску, які могли б спричинити їх руйнування, прийшли до висновку, що першою зруйнувалася лопатка № 91 внаслідок впливу низки чинників. Через додаткову концентрацію напружень наприкінці ділянки нанесення зміцнювального покриву (спричинену значною шорсткістю його поверхні через не задовільне її оплавлення), малу товщину зміцнювального покриву, недостатньо високу його мікротвердість і міцність (що сприяло його розтріскуванню під дією робочих навантажень, змінювало частоту власних коливань лопатки та створювало передумови для її резонансу і, відповідно, для зростання амплітуди навантаження), а також за підвищеної концентрації напружень та можливості контактування основного металу з конденсатом (і розчиненими в ньому агресивними компонентами) склалися сприятливі передумови для корозійно-втомного докритичного росту тріщини у поперечному перерізі пера лопатки аж до її руйнування. Руйнування лопатки № 56 пов'язали із значною пористістю покриву, яка полегшила його розтріскування (ріст тріщини зафіксували від всіх пор у поперечному перерізі покриву) і змінила власну частоту коливання лопатки. Причому вважали, що найімовірніше лопатка зруйнувалася після руйнування сегментного бандажного прутка, після докритичного корозійно-втомного росту тріщини в ньому. Руйнування бандажа, міцність якого була нижчою, ніж заявлена в сертифікаті якості (судили за твердістю), порушило вібраційний стан лопатки, збільшило амплітуду її коливання і полегшило зародження тріщин від великих пор у покриві як від концентраторів напружень. Це створило передумови для зародження корозійно-втомних тріщин в лопатці з їх розвитком аж до її руйнування. Загалом руйнування обох лопаток внаслідок корозійно-втомного росту тріщин за такої нетривалої експлуатації могло відбутися за сумісного впливу сприятливого напружено-деформованого стану в них (зокрема через розтріскування покриву ЕІЛ вздовж вхідної крайки, зміну частоти їх власних коливань, нещільне упакування лопаток у пазі диска тощо) та наявності конденсату в зоні фазового переходу. Для недопущення подібних руйнувань у майбутньому попри дотримання персоналом ТЕЦ традиційних регламентних вимог щодо водно-хімічних, температурно-силових, вібраційних, механічних параметрів експлуатації лопаток рекомендовано: 1. Ввести в практику приймання лопаток роторів парових турбін від постачальника на основі хоча б візуального огляду поверхні зміцнювального покриву, щоб виключити можливість високої шорсткості поверхні шару. 2. Для нівелювання негативного впливу залишкових напружень розтягу до 500 МПа на переході від покриву, нанесеного з використанням технології ЕІЛ, до основного металу рекомендовано обробляти поверхню зміцненого шару піскоструминним (краще мокрим) обробленням, щоб створити у поверхневому шарі покриву напруження стиску до 200 МПа. 3. Ввести вхідний контроль зміцненого шару за мікротвердістю, щоб переконатися у стабільності властивостей покриву, отриманого ЕІЛ, від лопатки до лопатки. 4. Контролювати дотримання вимог стосовно монтажу бандажних прутків (зазор між лопаткою і перегином на прутках і кут їх загину), оскільки це впливає на їх напружений стан. Ввести вхідний контроль їх міцності (хоча б за твердістю). 5. Ввести незалежний контроль щільності прилягання лопаток в пазу диска ротора парової турбіни на етапі їх збирання, щоб виключити можливість їх переміщення за дії на них відцентрових сил (особливо під час режиму зупинки чи пуску ТГ). 6. Дотримуватися чинних вимог до водно-хімічного режиму пари і живильної води, якості конденсату в турбіні для убезпечення від потрапляння агресивних компонентів технологічного середовища, які мають здатність концентруватися в конденсаті. Опис продукції На основі проведених візуальних, механічних, металографічних та фрактографічних досліджень встановили, що руйнування лопаток 4-ї ступені циліндра низького тиску виникло внаслідок сумісного впливу напружено-деформованого стану в них (зокрема через розтріскування і високу шорсткість поверхні покриву, виконаного методом електроіскрового легування на вхідних крайках лопаток, зміну частоти їх власних коливань через розтріскування покриву, нещільне упакування лопаток у пазу диска тощо) та корозійно-втомного руйнування лопаток і бандажа за міжзеренним механізмом. Автори роботи Бабій Леонтій Омелянович Кречковська Галина Василівна Курнат Іван Миколайович Рабик Богдан Іванович Студент Олександра Зиновіївна Цирульник Олександр Тимофійович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити