Zemspiediena tvaika turbīnas pēdējās pakāpes lāpstiņu bojājumi un apstrāde

1. Turbīnu lāpstiņu darba vides raksturojums

Tvaika turbīnu lāpstiņu darba vide ir ļoti sarežģīta un skarba. Konkrēti, tos var iedalīt trīs daļās: augsta, vidēja un zema spiediena sadaļās. Salīdzinot ar lāpstiņām augsta un vidēja spiediena sekcijās, pēdējo lāpstiņu darba apstākļiem zemspiediena tvaika turbīnas zemspiediena sekcijā ir šādas īpašības: tvaika spiediens zema spiediena sekcijas pēdējā posmā ir zemāks par atmosfēras spiedienu, tvaika tilpuma plūsmas ātrums ir ievērojami palielināts un plūsma ir sarežģīta; tvaikam zema spiediena sekcijas pēdējā posmā ir augsts mitruma saturs, un tvaikā esošie ūdens pilieni būtiski ietekmē asmeņus; kad tvaika turbīna darbojas mainīgos apstākļos, visvairāk mainās zemspiediena sekcijas pēdējās lāpstiņas darba stāvoklis, kas nopietni ietekmē tās izturību un vibrāciju; zemspiediena sekcijas pēdējais lāpstiņš ir garāks par citiem asmeņiem, un stiprības nosacījumi ir stingrāki.

Šīs īpašības prasa, lai zemspiediena tvaika turbīnu projektēšanas un ražošanas procesā visaptverošāk un rūpīgāk būtu jāapsver zema spiediena sekcijas pēdējās pakāpes lāpstiņu konstrukcija. Vispārīgi runājot, zemspiediena sekcijas pēdējās pakāpes lāpstiņu projektēšanai ir nepieciešamas uzlabotas analīzes programmas, vairāk aprēķinu un sarežģītākas konstrukcijas nekā citu asmeņu projektēšanai. Ražošana ir sarežģītāka, piemēram: elektrisko dzirksteles un liesmu dzēšana un augstfrekvences dzēšanas lāpstiņu stiprināšana, termiskā izsmidzināšana, lāzera apšuvums, lokālā lāzera virsmas rūdīšana, perifēro inkrustēšana uc Neskatoties uz to, pēdējās pakāpes asmeņu bojājumi ik pa laikam joprojām notiek.

2 Bojājumu formas un cēloņi pēdējā posma lāpstiņām zemspiediena sekcijā

Pēdējās pakāpes asmeņu bojājuma formas un cēloņi zemspiediena daļā ir daudz, galvenie ir: mehānisko bojājumu formas un cēloņi; nemehānisko bojājumu formas un cēloņi.

Mehāniskie bojājumi un cēloņi: piemēram, svešas cietas daļiņas iekļūst turbīnā un bojā lāpstiņas, turbīnas fiksētās daļas nokrīt un sabojā lāpstiņas, rotors un cilindrs nav pareizi izlīdzināti vai cilindrs ir deformēts, izraisot lāpstiņu berzēšanu pret tvaika blīvējumu, un rievas ir nodilušas uz lāpstiņas, un to cēlonis ir citi faktori, nevis lāpstiņas konstrukcija utt. gala asmeņi, kas ir mehāniski bojājumi. Šāda veida bojājumus var novērst ar dažādiem pasākumiem atkarībā no tā smaguma pakāpes un ietekmes uz darbību.

Nemehāniski bojājumi un cēloņi: bojājumi, ko izraisījusi asmeņu korozija sliktas tvaika kvalitātes dēļ; bojājumi, ko izraisījusi ūdens erozija, ko izraisa šķidra ūdens ietekme mitrā tvaikā. Šajā rakstā galvenokārt apskatīti divi zemspiediena sekciju lāpstiņu nemehānisku bojājumu cēloņi un ārstēšanas metodes: sliktas tvaika kvalitātes un apstrādes metožu izraisīto lāpstiņu korozijas izraisīto bojājumu cēloņu analīze.

Cēloņu analīze: Parasti zemspiediena turbīnu lāpstiņas ir izgatavotas no karstumizturīga nerūsējošā tērauda. Šim materiālam ir laba izturība pret koroziju, jo uz tā virsmas veidojas blīva un stabila oksīda aizsargplēve. Tomēr, ja tvaiks satur C02, S02, īpaši hlorīda jonus, aizsargplēve uz asmens virsmas tiks korozija un ātri izveidosies dziļumā, izraisot asmens koroziju, un asmens stiprība tiks ievērojami samazināta. Ņemot par piemēru 2Cr13 nerūsējošo tēraudu, lieces noguruma izturība gaisā istabas temperatūrā ir 390 N/mm2 (bezrota paraugs, sprieguma cikla numurs n=5x107, tas pats zemāk), un lieces noguruma izturība tīrā kondensāta ūdenī joprojām ir 275 ~ 315N/mm2. Tomēr oksīda šķīdumā ar NaCl saturu >1%, lieces noguruma stiprība strauji pazeminās līdz 115 ~ 135 N/mm2. Samazināta noguruma izturība nozīmē saīsinātu kalpošanas laiku. Veicot gala asmeņu instrumentālo pārbaudi, tika konstatēts, ka zema spiediena gala lāpstiņu korozija pārsvarā notika katrā posmā mitrā tvaika zonā, un lokāla korozija bieži notika uz asmeņu virsmas zem katlakmens slāņa, kas pēc tam paplašinājās, veidojot plaisas. Darbības turpināšana izraisīs asmens lūzumu korozijas noguruma dēļ. Pārbaudot un analizējot salūzušos asmeņus ar instrumentiem, tika konstatēts, ka lūzuma nogulumu slānis satur hlorīdus.