Способ определения остаточного ресурса ротора энергоустановки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК 9) 111) 1)4 С 01 М 15/00 Р -01 В 7/00 САНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 1018494, кл. Р 01 Р 25/00, 1981.ОСТ 108.901,102-78. Котлы, турби ны и трубопроводы. Методы определения жаропрочности металлов, 1978.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГОРЕСУРСА РОТОРА ЭНЕРГОУСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к теплоэнергетике и м.б. использовано наэлектростанциях. Изобретение позволяет повысить достоверность получаемыхрезультатов 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 неоменее 20 С. 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 наоУ 20 С превышает максимальную рабочую т-ру данной группы Р, а механические свойства образцов не выше, чем у Р последней.Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано наэлектростанциях при определении ресурса ротора паровой турбины,5Целью изобретения является повышение достоверности получаемых результатов при определении ресурса ротора.Способ осуществляют следующим образом. 10На роторе периодически, например,во время ремонта снимают поверхностный слой, Это позволяет предотвратитьразвитие в роторе макротрещин и даетвозможность продлить ресурс ротора 15до разрушения в объеме металла. Дляматериала парка роторов с периодически снимаемым поверхностным слоем определяют механические характеристи-,ки: предел текучести, предел прочности, характеристики пластичности ;3,Е), характеристики жаропрочности(У, 3 Р ), Выявляют наиболее повреждаемые в процессе длительной эксплуатации зоны роторов, Такими зонами являются высокотемпературныезоны конструкционных концентра -торов, центральных полостей,Уточняют диапазон изменения указанных характеристик механических свойств З 0роторов при фактической наработке итемпературе эксплуатации в повреждаемых зонах, Разделяют все роторы изматериала данного класса на группы с разностью максимальной рабочей температу 35ры между группами, составляющей не менеео20 С, При этом количество роторов в группе должно составлять не менее 20,Для каждой группы роторов выбирают в качестве группы образцов прямо линейные участки паропроводов, например, свежего пара, горячего промперегрева, рабочая (максимальная при ста.ционарном режиме) температура которыхоне менее, чем на 20 С превьпдает мак симальную 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, превьдда- . ющих аналогичные напряжения в зонах повреждений роторов не более, чем на 20%. При этом и в роторах, и в образ- б 5 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 запаса. Определив таким образом ресурс группы роторов, работаю- - щей в наиболее тяжелых условиях,уточняют остаточный ресурс, сроки. списания, объем замены групп роторов по всему парку.П р и м е р. На основе обобщения отечественных данных по свойствам роторов, изготовленных из низколегированной перлитной (ХМФ) стали Р 2 М (Р 2 МА), определены в рабочем диапазоне температур и напряжений следующие основные свойства: предел текучести бо =360 МПа, предел прочности 0=420 МПа; предел длительной прочности бпри максимальной температуре металла ротора 520 С для роторов тур бины К-130 ЛМЗ (максимальные рас-тягивающие напряжения на расточке ротора среднего давления в стационарномрежиме составляют 88 МПа) за 200 тыс.чсоставляет Й ,=1 бО МПа, Предлельнаяпластичность и =25 ,=75%.Обобщение свойств по прямым трубопроводам из низколегированной перлитной стали 1 гх 1 мФ позволяет определить1следующие значения аналогичныхсвойств: предел текучести бп = 240 МПа;,предел прочности бп =280 МПа; пределдлительной прочности 6=100 МПа,предельная пластичность о =22 ,==72 .В качестве группы роторов, для которых рассматривается применение данного способа, взяты роторы среднегодавления (РСД) турбины К-130 ЛМЗ,число которых на тепловых электростан-.циях достигло 200. Осредненные пообъему напряжения в наиболее напряженной зоне паровпуска не превьддаЕт50 МПа,В качестве группы образцов определяют паропроводы свежего пара (245"х 45 мм), в которых соответствующиенапряжения превьппают 55 МПа, При равенстве параметра Ларсона-МиллераР=Т (20+18 Р) 10 в роторе и образцеполучают, учитывая, что температураТ /Т= (20+18 с ) / (20+18 с, ),ь /7, =37,6,Составитель А.БулынкоТехред А,Кравчук Корректор А.Зимокосов Редактор Л.Повхан Тираж 776 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Заказ 4428/46 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 з 13415 паропровода Т=565+273=838 К, а температура ротора Т=520+273=793 К, соотношение, определяющее время до разрушения ротора. При этом принято чтоф 5 напряжения в роторе и паропроводе одинаковы в объеме, Это допущение идет в запас долговечности. Время до разрушения ротора определяют из соотношения 10 15где Т, Т - температуры паропроводаротора;лвремя до разрушения ротора, паропровода,Приняв коэффициент запаса и пс вре пмени до разрушения п,=10, получают,что ресурс безопасной эксплуатациипарка роторов более, чем в 3,5 разапревышает ресурс образцов.Измерение остаточной деформации 25в паропроводах при реализации способа осуществляется в соответствии сдействующей инструкцией по контролюза металлом котлов, турбин и трубопроводов через каждые 25000 ч эксплу- зоатации после наработки 100 тыс.ч.Значение полученного результата определяется следующим. По результатам обычных исследований получено,что после 300 тыс.ч следует ожидатьсущественное разупрочнение материаларассматриваемого 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. оФормула 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 щ и й с я 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.