Deteriorarea și tratamentul lamelelor finale ale turbinei cu presiune mică

1. Caracteristici ale mediului de lucru al palelor de turbină

Mediul de lucru al paleelor turbinei cu abur este foarte complex și sever. Mai exact, acestea se pot împărți în trei părți: secțiunea de înaltă presiune, medie și joasă presiune. Comparativ cu palele din secțiunile de înaltă și medie presiune, condițiile de muncă ale ultimelor pale din secțiunea de joasă presiune a turbinei cu abur au următoarele caracteristici: presiunea aburului la ultima etapă a secțiunii de joasă presiune este mai mică decât presiunea atmosferică, debitul volumetric al aburului este semnificativ crescut, iar curgerea este complexă; aburul la ultima etapă a secțiunii de joasă presiune are o umiditate ridicată, iar picăturile de apă din abur au un impact semnificativ asupra palelor; când turbina cu abur funcționează în condiții variabile, starea de lucru a ultimei pale din secțiunea de joasă presiune se schimbă cel mai mult, ceea ce afectează grav rezistența și vibrațiile sale; ultima pală din secțiunea de joasă presiune este mai lungă decât alte pale, iar condițiile de rezistență sunt mai stricte.

Aceste caracteristici necesită ca proiectarea palelor ultimei stări din secțiunea de presiune redusă să fie luată în considerare mai comprehensiv și cu mai multă atenție în timpul procesului de proiectare și fabricare a turbinelor cu aburi la presiune redusă. În general, proiectarea palelor ultimei stări din secțiunea de presiune redusă necesită programe de analiză mai avansate, mai multe calcule și proiectări structurale mai complexe decât proiectarea altor pâlpini. Fabricarea este mai dificilă, cum ar fi: consolidarea palelor prin scârbă electrică și încălzire prin flacări și consolidare cu frecvență ridicată, proiecție termică, revestire cu laser, încălzire superficială locală cu laser, incrustare periferică, etc. În ciuda acestora, daune la palele ultimei stări apar din când în când.

2 Formele și cauzele pagubelor palelor ultimei stări din secțiunea de presiune redusă

Există multe forme și cauze de avarii la palele din ultima etapă în secțiunea de presiune redusă, principalele fiind: forme și cauze ale daunelor mecanice; forme și cauze ale daunelor ne-mecanice.

Daune mecanice și cauze: De exemplu, particule străine dure intră în turbină și avariază palele, componente fixe din interiorul turbinei se decupează și avariază palele, rotorul și cilindrul nu sunt bine aliniați sau cilindrul este deformat, ceea ce determină palele să se rotească împotriva ședinței de par, iar groizi se usucă pe învelitoare. Totuși, majoritatea daunelor sunt cauzate de motive diferite de factorii de design ai palelor finale, care sunt daune mecanice. Acest tip de daună poate fi tratat prin diferite măsuri, în funcție de gravitatea acesteia și impactul asupra funcționării.

Deteriorarea ne-mecanică și cauzele acesteia: deteriorarea cauzată de coroziunea pâinilor datorită unei calități deficiente a vaporului; deteriorare cauzată de eroziune cu apă, provocată de impactul apei lichide din vaporul umed. Acest articol discute în principal cele două cauze de deteriorare ne-mecanică și metodele de tratament ale pâinilor din secțiunea de presiune redusă: analiza cauzelor deteriorării provocate de coroziunea pâinilor datorită unei calități deficiente a vaporului și metodele de tratare.

Analiza cauzelor: De obicei, lamurile turbinei de presiune redusă sunt fabricate din oțel inoxidabil rezistent la căldură. Acest material are o bună rezistență la coroziune deoarece se formează pe suprafața sa o peliculă protectivă de oxid dens și stabil. Cu toate acestea, dacă apa de condens conține C02, S02, în special ioni cloruri, pelicula protectivă de pe suprafața lamei va fi corodată și se va dezvolta rapid în adâncime, ceea ce va provoca coroziunea lamei și o reducere semnificativă a rezistenței acesteia. Luând ca exemplu oțelul inoxidabil 2Cr13, rezistența sa la stresuri ciclice de oboseală în aer la temperaturi ambiențiale este de 390 N/mm2 (specimen fără decuplaj, numărul de cicluri de stres n=5x107, același lucru mai jos), iar rezistența la oboseală în apă de condens curată este încă de 275~315N/mm2. Cu toate acestea, într-o soluție cu oxidi cu un conținut de NaCl >1%, rezistența la oboseală scade brusc la 115~135 N/mm2. Oboseala redusă înseamnă o viață utilă scurtată. Prin inspectarea instrumentelor a fost constatat că coroziunea lamelor finale se întâmplă majoritar la fiecare etapă din zona vaporului umed, iar coroziunea locală apare adesea pe suprafața lamei sub stratul de scara, care se extinde ulterior formând crăpături. Continuarea funcționării va provoca ruptura lamei din cauza obezoii de coroziune. Inspectarea și analiza printr-un instrument a laminelor rupte a arătat că stratul de sediment de pe fracțiune conținea cloruri.