Способ определения остаточного ресурса ротора энергоустановки

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и м.б. использовано на электростанциях. Изобретение позволяет повысить достоверность получаемых результатов при определении ресурса ротора (Р) паровой турбины. Для материала парка Р с периодически снимаемым поверхностным слоем определяют механические характеристики. Уточняют диапазон изменения характеристик механических свойств Р при фактической наработке и т-ре эксплуатации в повреждаемых зонах. Разделяют все Р из материала данного класса на группы с разностью максимальной рабочей т-ры между группами, составляющей не менее . При этом кол-во Р в группе должно составлять не менее 20. Для каждой группы Р выбирают в качестве группы образцов прямолинейные участки паропроводов, например, свежего пара горячего промперегрева, рабочая т-ра которых не менее, чем на 20°С превышает максимальную рабочую т-ру данной группы Р, а механические свойства образцов не выше, чем у Р последней. (Л 00 4 :л 30

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (19) (11) А1 (51)4 G 01 M 15/00 F -01 D 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3961978/24-06 (22) 03.10.85 (46) 30.09.87. Бюл. № 36 (71) Всесоюзный теплотехнический научно-исследовательский институт им.Ф.Э.Дзержинского (72) Ю.Л.Израилев, В.Ф.Злепко, А.А.Чижик и А.Ф.Дьяков (53) 621.165 ° 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1018494, кл. F 01 D 25/00, 1981. ОСТ 108.901 102-78. Котлы, турбины и трубопроводы. Методы определения жаропрочности металлов > 1978. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО

РЕСУРСА РОТОРА ЭНЕРГОУСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и м.б. использовано на электростанциях. Изобретение позволяет повысить достоверность получаемых результатов при определении ресурса ротора (Р) паровой турбины. Для материала парка Р с периодически снимаемым поверхностным слоем определяют механические характеристики. Уточняют диапазон изменения характеристик механических свойств P при фактической наработке и т-ре эксплуатации в повреждаемых зонах. Разделяют все P из материала данного класса на группы с разностью максимальной рабочей т-ры между группами, составляющей не о менее 20 С. При этом кол-во P в группе должно составлять не менее 20.

Для каждой группы P выбирают в качестве группы образцов прямолинейные участки паропроводов, например, свежего пара горячего промперегрева, рабочая т-ра которых не менее чем на о

20 С превышает максимальную рабочую т-ру данной группы Р, а механические свойства образцов не выше, чем у Р последней.

1341518

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на электростанциях при определении ресурса ротора паровой турбины.

Целью изобретения является повышение достоверности получаемых результатов при определении ресурса ротора.

Способ осуществляют следующим образом. 10

На роторе периодически, например, во время ремонта снимают поверхностный слой, Это позволяет предотвратить развитие в роторе макротрещин и дает возможность продлить ресурс ротора 15 до разрушения в объеме металла. Для материала парка роторов с периодически снимаемым поверхностным слоем определяют механические характеристи-, ки: предел текучести, предел прочности, характеристики пластичности (

3,Е ), характеристики жаропрочности (g>, о р ). Выявляют наиболее повреждаемые в процессе длительной эксплуатации зоны роторов. Такими зона- 25 ми являются высокотемпературные зоны конструкционных концентраторов, центральных полостей.

Уточняют диапазон изменения указанных характеристик механических свойств З0 роторов при фактической наработке и температуре эксплуатации в.повреждаемых зонах. Разделяют все роторы из материала данного класса на группы с разностью максимальной рабочей температу35 ры между группами, составляющей не менее о

20 С. При этом количество роторов в группе должно составлять не менее 20, Для каждой группы роторов выбирают в качестве группы образцов прямо- 40 линейные участки паропроводов, например, свежего пара, горячего промперегрева, рабочая (максимальная при ста.ционарном режиме) температура которых о не менее, чем на 20 С превышает максимальную рабочую температуру данной группы роторов, а механические свойства образцов не выше, чем у роторов последней. Испытания группы образцов проводят в процессе эксплуатационного -0 нагружения энергоустановок при усредненных по объему напряжениях, превыша-ющих аналогичные напряжения в зонах повреждений роторов не более, чем на

20%. При этом и в роторах, и в образ- б5 цах определяют амплитуду растягивающих напряжений в простом цикле, эквивалентном по повреждению сложному эксплуатационному циклу. Это позволяет учесть всю историю нагружения при продолжительности испытания группы образцов не менее срока эксплуатации роторов. Измерение остаточной деформации осуществляют периодичесКи при выводе энергоустановки в ремонт. При достижении предельной пластичности группы образцов, нагруженных при максимальной температуре, определяют остаточный ресурс соответствующей группы роторов с учетом принятых значений коэффициентов з апаса . Опр еделив таким образом ресурс группы роторов, работающей в наиболее тяжелых условиях, уточняют остаточный ресурс, сроки списания, объем замены групп роторов по всему парку.

Пример. На основе обобщения отечественных данных по свойствам роторов, изготовленных из низколегированной перлитной (ХМФ) стали Р2М (Р2МА), определены в рабочем диапазоне температур и напряжений следующие основные свойства: предел текучести бо =360 МПа, предел прочности

G =420 МПа, предел длительной прочности б „ при максимальной температуре металла ротора 520 С для роторов тур-! бины К-200-130 ЛМЗ (максимальные растягивающие напряжения на расточке ротора среднего давления в стационарном режиме составляют 88 МПа) за 200 тыс.ч составляет 5>„,-=1бО МПа. Предлельная пластичность о =25, q =75 .

Обобщение свойств по прямым трубопроводам из низколегированной перлитной стали 12Х1МФ позволяет определить

1 следующие значения аналогичных свойств: предел текучести бо = 240 МПа;, предел прочности бп =280 МПа; предел длительной прочности 5>„=100 МПа, предельная пластичность 8 =22

=72 .

В качестве группы роторов, для которых рассматривается применение данного способа, взяты роторы среднего давления (РСД) турбины К вЂ 2-130 ЛМЗ, число которых на тепловых электростан- . циях достигло 200. Осредненные по объему напряжения в наиболее напряженной зоне паровпуска не превьнпаЕт

50 МПа, В качестве группы образцов определяют паропроводы свежего пара (245"

«45 мм), в которых соответствующие напряжения превьппают 55 МПа. При равенстве параметра Ларсона-Миллера

Р=Т (20+1g p) .10 в роторе и образце получают, учитывая, что температура

Т„/T=(20+1g t,)/(20+1g7p) < /ь =37,6, Составитель A.Áóëûíêî

Техред A.Кравчук

Корректор А.Зимокосов

Редактор Л.Повхан

Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4428/46

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 з 13415 паропровода T=565+273=838 К, а температура ротора Т=520+273=793 К, соотношение, определяющее время до разрушения ротора. При этом принято что

5 напряжения в роторе и паропроводе одинаковы в объеме. Это допущение идет в запас долговечности. Время до разрушения ротора определяют из соотношения 10

15 где Т„, Tp — температуры паропровода ротора;

Л время до разрушения ротора, паропровода, Приняв коэффициент запаса и пс вре- 2р

Т мени до разрушения п,--10, получают, что ресурс безопасной эксплуатации парка роторов более, чем в 3 5 раза превышает ресурс образцов.

Измерение остаточной деформации 25 в паропроводах при реализации способа осуществляется в соответствии с действующей инструкцией по контролю за металлом котлов, турбин и трубопроводов через каждые 25000 ч эксплу- gp атации после наработки 100 тыс.ч.

Значение полученного результата определяется следующим. По результатам обычных исследований получено, что после 300 тыс.ч следует ожидать существенное разупрочнение материала рассматриваемого парка роторов с потерей их работоспособности.

Определение ресурса ротора описанным способом позволит получить достоверные результаты об остаточном ресурсе, а, следовательно, продлить ресурс безопасной эксплуатации парка роторов. о

Формула изобретения

Способ определения остаточного ресурса ротора энергоустановки с периодически снимаемым поверхностным слоем путем испытания группы образцов из материала того же класса, что и ротор, и при температурах, превышающих максимальную рабочую температуру ротора, и изменения при испытаниях остаточной деформации до достижения ее предельного значения, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов, в качестве образцов. используют прямолинейные участки паропроводов цилиндра с механическими свойствами не выше, чем механические свойства ротора.