大型汽輪機壽命管理(編輯修改稿)
2025-02-06 17:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，導(dǎo)致了該部位溫度梯度及熱應(yīng)力為最大，成為整個轉(zhuǎn)子的最危險部位。 國產(chǎn) 100MW機組停機時的熱應(yīng)力場 國產(chǎn) 200MW機組中壓第一級葉輪根部應(yīng)力集中 N125機組彈性槽在冷態(tài)啟動終了的應(yīng)力集中 熱應(yīng)力集中的特點 ? 應(yīng)力集中均密集在槽底 1～ 2mm深度以內(nèi)，在這個深度以外，應(yīng)力迅速衰減至公稱應(yīng)力水平。因此初始裂紋深度常為1～ 2mm。在這個深度以外，原有的應(yīng)力水平很低，當加工車去表面裂紋后，新表面還可有相當高的疲勞壽命。 熱沖擊 ? 金屬材料受到劇烈的加熱或冷卻，引起內(nèi)部產(chǎn)生很大的溫差，形成很大的沖擊熱應(yīng)力的現(xiàn)象稱為 熱沖擊 。 – 熱沖擊時承受很大的熱應(yīng)力，有時僅一次熱沖擊就可能造成零部件的永久性破壞。 – 汽輪機熱態(tài)啟動時，如主蒸汽管道暖管、疏水不充分或正常運行中，鍋爐汽包水位失調(diào)而造成滿水等均可能產(chǎn)生汽輪機的熱沖擊。 – 同樣，當電網(wǎng)或發(fā)電機故障而引起汽輪機甩負荷后帶廠用電或空負荷運行，也將造成汽輪機的熱沖擊。 ? 熱沖擊可能對汽輪機產(chǎn)生嚴重的損傷，因此，在機組啟停和正常運行中，應(yīng)特別注意。 溫度波動 65％負荷調(diào)整 55％負荷調(diào)整 80％ 負荷調(diào)整 55％負荷調(diào)整 60％負荷調(diào)整 55％負荷調(diào)整 55％負荷調(diào)整 停機 啟動 60％負荷調(diào)整 52％負荷調(diào)整 52％負荷調(diào)整 55％負荷調(diào)整 啟動 三、壽命損耗機理 壽命損耗 ? 疲勞損傷 – 由材料力學(xué)可知，金屬材料在交變應(yīng)力反復(fù)作用下，會出現(xiàn)疲勞損傷。 – 即使應(yīng)力不超過材料的屈服極限，經(jīng)過一定次數(shù)的循環(huán)（交變應(yīng)力反復(fù)作用），金屬材料也將產(chǎn)生微觀裂紋。 – 如果應(yīng)力足夠大，則循環(huán)次數(shù)不多，材料也將斷裂。 壽命損耗（續(xù) 1） ? 壽命 – 工程上，將致裂疲勞循環(huán)周次（致裂壽命）稱為：有效壽命。 – 工程上，將產(chǎn)生宏觀初始裂紋至斷裂之間的循環(huán)周次（即斷裂壽命與致裂壽命之差）稱為：殘余壽命。 ? 低周疲勞 – 汽輪機在啟停和工況變化過程中，轉(zhuǎn)子承受交變熱應(yīng)力。這種交變熱應(yīng)力循環(huán)的特點是：交變循環(huán)周期長，頻率低，疲勞裂紋萌發(fā)的循環(huán)次數(shù)少，故稱為低周疲勞 影響壽命損耗的因素 ? 影響汽輪機壽命的因素有很多，如蠕變斷裂、熱脆性、熱疲勞以及高溫介質(zhì)的氧化和腐蝕等。 ? 主要的影響因素是受到交變熱應(yīng)力作用引起的低周疲勞壽命損耗，以及受到高溫和工作應(yīng)力作用而產(chǎn)生的蠕變損耗。 低周疲勞 ? 汽輪機在啟停過程中轉(zhuǎn)子所承受的是交變熱應(yīng)力。啟動加熱時轉(zhuǎn)子表面承受壓應(yīng)力，停機時為拉應(yīng)力，在這種交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過一定周次的循環(huán)，就會在金屬表面出現(xiàn)疲勞裂紋并逐漸擴展以致斷裂。
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