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长期运行后汽轮机转子持久强度性能研究
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-03-04 | 56 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

  火力发电厂汽轮机转子长期在高温下运行,承受转动离心力、温差应力等载荷的作用。由于机组的启停和运行中参数的调整,汽轮机转子同时受疲劳损伤和蠕变损伤,因此设计寿命是有限的。其设计依据是转子的运行温度、启停机速度、材料的蠕变和疲劳l生能等。设计时取用的材料性能是根据较短时间内的试验结果外推,而且考虑了一定的安全系数。汽轮机转子实际运行时其参数不可能是恒定不变的,实际转子的蠕变损伤和疲劳损伤程度可能会与设计时的估计差别很大。为确定长期运行后转子的安全状况,必须确定转子的损伤程度和剩余持久强度。
  
  常用的持久强度试验方法是等温线外推法。在某一相同的试验温度下选取不同的试验应力,将各试验应力下试样的断裂时间按经验公式在双对数坐标下进行线性外推。限定的外推时间不大于10倍,外推到10万h的持久强度试验必须有断裂时间大于1万h的数据。国内外的许多试验结果表明,用等温线外推法确定的10万h和20万h持久强度值与实际测得的持久强度相差较大。为修正等温线外推法的误差,提出了各种持久强度计算方法,其中以Larson-Miller参数为代表的时间-温度参数法是目前公认的最准确的方法。
  
  研究长期运行对汽轮机转子材料性能的影响,为火力发电机组的寿命评估提供基础数据。我们对某厂运行26万h的汽轮机转子进行解剖,取样进行持久强度研究。
  
  1 试样基本情况
  
  某厂11号机为前东德产ZK-80-32-18Z型50MW汽轮机,运行温度为500℃,压力为7.25MPa,1958年出厂,1960年10月投运。1999年11号汽轮机高压转子因推力盘凸台位置发生断裂报废,累计运行26万多h,启停机2030次。
  
  出厂资料中没有转子材料的牌号,经光谱分析,转子大轴材料为CrMo钢(相当于35CrMo钢),化学成分如表1所示。调速级叶轮材料为CrMoV钢。


  
  根据转子的结构特点和材质情况,选取运行温度最高的调速级进行解剖试验,并取接近常温、受力很小的大轴推力瓦轴端作为原始材料进行试验。从转子叶轮和大轴上共取样4组:调速级叶轮为第1组;调速级大轴表面为第2组;调速级大轴心部为第3组;大轴轴端推力瓦为第4组。

[附件:详见附件]