Skade og behandling af de sidste skibsblader i lavtryksdamp turbine

1. Karakteristika for arbejds miljøet for turbinblader

Arbejdsmiljøet for damp turbineblader er meget komplekst og strengt. Specifikt kan de opdeles i tre dele: høj, medium og lav tryksektioner. I forhold til bladene i høj- og mediumtrykssektionerne har arbejdsbetingelserne for de sidste blad i lavtrykssektionen af den lavtrykte damp turbine følgende karakteristika: damptrykket på den sidste etape i lavtrykssektionen er lavere end atmosfærentrykket, dampens volumestrøm er betydeligt forøget, og strømmen er kompleks; dampen på den sidste etape i lavtrykssektionen indeholder en høj fugtighed, og vanddråberne i dampen har en betydelig indvirkning på bladene; når dampmaskinen kører under variable forhold, ændres arbejdsstaten for det sidste blad i lavtrykssektionen mest, hvilket påvirker dets styrke og vibration alvorligt; det sidste blad i lavtrykssektionen er længere end andre blad, og kravene til styrken er mere strenge.

Disse karakteristika kræver, at designet af de sidste blad i lavtrykssektionen skal overvejes mere almen og omhyggeligt under design- og produktionsovergangen for lavtryksdamp turbine. Generelt talt kræver designet af de sidste blad i lavtrykssektionen mere avancerede analyseprogrammer, flere beregninger og mere komplekse strukturelle design end designet af andre blade. Produktionen er vanskeligere, såsom: elektrisk spark og flammekøling og højfrekvenskøling forstærkning af blade, termisk sprøjtebehandling, laseroverflade, lokal lasers overflade køling, perifer inlaying osv. Trods dette sker der stadig skader på de sidste blade fra tid til anden.

2 Skadedannelser og årsager for de sidste blade i lavtrykssektionen

Der findes mange former og årsager til skader på de sidste trin af lufthulsturbinebladene i den lavtrykssektion. De vigtigste er: former og årsager for mekaniske skader; former og årsager for ikke-mekaniske skader.

Mekaniske skader og deres årsager: For eksempel når fremmede hårde partikler kommer ind i turbinen og skader bladene, når faste dele inde i turbinen falder af og skader bladene, når rotor og cylinder ikke er godt justeret eller cylinderen er deformineret, hvilket fører til at bladene rører mod dampslutningen, og groover dannes på bladets overslag osv. Dog skyldes de fleste af skaderne andre årsager end designfaktorerne ved de endelige blad, som er mekaniske skader. Denne type skade kan behandles på forskellige måder alt efter dens alvor og indvirkning på drift.

Ikke-mekanisk skade og årsager: skade forårsaget af korrosion af bladene på grund af dårlig dampkvalitet; skade forårsaget af vanderosion forårsaget af indvirkningen af væskevand i fugtdamp. Denne artikel behandler hovedsageligt de to ikke-mekaniske skadeårsager og behandlingsmetoder for bladene i den lave tryksektion: analyse af skadeårsagerne forårsaget af korrosion af bladene på grund af dårlig dampkvalitet og behandlingsmetoder.

Årsagsanalyse: Normalt set er lavtryks-turbinebladene lavet af varmebestandig rostfri stål. Dette materiale har god korrosionsresistens, fordi der dannes en tæt og stabil oxidbeskyttelsesfilm på dens overflade. Men hvis dampen indeholder CO2, SO2, især chloridioner, vil beskyttelsesfilmen på bladets overflade blive korrodere og hurtigt udvikle sig i dybden, hvilket forårsager korrosion af bladet, og bladets styrke vil blive betydeligt reduceret. Ved at tage 2Cr13 rostfrit stål som eksempel, er bøjningsmaterie under rumtemperatur i luft 390 N/mm2 (uden indskæring, stresscylceantal n=5x107, det samme herunder), og bøjningsmaterie i ren kondensvand er stadig 275~315N/mm2. Men i en oxidløsning med et NaCl-indhold på >1%, falder bøjningsmaterien skarpt til 115~135 N/mm2. Den reducerede materie betyder en forkortet service livetid. Gennem instrumentinspektion af de endelige blade blev det fundet, at korrosion af lavtryks-endblade mest forekom i hver fase i den fugtdampzone, og lokal korrosion skete ofte på bladets overflade under skalenlaget, hvorefter det udvidede sig for at danne sprækker. Fortsat drift vil forårsage bladebrud på grund af korrosionsmaterie. Inspektion og analyse af de knuste blade viste, at bruddets sedimentlag indeholdt chlorider.