Skador och behandling av det sista stegets blad i lågtrycksångturbinen

1. Egenskaper för arbetsmiljön för turbinbladen

Arbetsmiljön för ångturbinblad är mycket komplex och hård. Specifikt kan de delas in i tre delar: hög-, medel- och lågtryckssektioner. Jämfört med bladen i hög- och medeltryckssektionerna har arbetsförhållandena för de sista bladen i lågtryckssektionen av lågtrycksångturbinen följande egenskaper: ångtrycket i det sista steget av lågtryckssektionen är lägre än atmosfärstrycket, ångvolymflödet ökar avsevärt och flödet är komplext; ångan i det sista steget av lågtryckssektionen har en hög luftfuktighet, och vattendropparna i ångan har en betydande inverkan på bladen; när ångturbinen körs under varierande förhållanden förändras arbetstillståndet för det sista bladet i lågtryckssektionen mest, vilket allvarligt påverkar dess styrka och vibration; det sista bladet i lågtryckssektionen är längre än andra blad, och hållfasthetsvillkoren är strängare.

Dessa egenskaper kräver att utformningen av lågtryckssektionens sista stegs blad måste övervägas mer omfattande och noggrant under konstruktionen och tillverkningsprocessen av lågtrycksångturbiner. Generellt sett kräver konstruktionen av lågtryckssektionens sista stegblad mer avancerade analysprogram, fler beräkningar och mer komplexa strukturella konstruktioner än konstruktionen av andra blad. Tillverkningen är svårare, såsom: elektrisk gnista- och lågsläckning och högfrekvent släckningsförstärkning av blad, termisk sprutning, laserbeklädnad, lokal laserytsläckning, periferinläggning etc. Trots detta uppstår skador på de sista stegsbladen fortfarande då och då.

2 Skador och orsaker till det sista stegets blad i lågtryckssektionen

Det finns många former och orsaker till skador på bladen i sista steget i lågtryckssektionen, de viktigaste är: former och orsaker till mekanisk skada; former och orsaker till icke-mekaniska skador.

Mekaniska skador och orsaker: Till exempel kommer främmande hårda partiklar in i turbinen och skadar bladen, fasta delar inuti turbinen faller av och skadar bladen, rotorn och cylindern är inte väl inriktade eller cylindern är deformerad, vilket gör att bladen skaver mot ångtätningen och spåren slits på bladhöljet, etc. blad, som är mekaniska skador. Denna typ av skada kan hanteras med olika åtgärder beroende på dess svårighetsgrad och påverkan på driften.

Icke-mekaniska skador och orsaker: skador orsakade av korrosion av blad på grund av dålig ångkvalitet; skador orsakade av vattenerosion orsakad av inverkan av flytande vatten i våt ånga. Denna artikel diskuterar huvudsakligen de två icke-mekaniska skadorna och behandlingsmetoderna för lågtryckssektionsbladen: analys av skador orsakade av korrosion av blad på grund av dålig ångkvalitet och behandlingsmetoder.

Orsaksanalys: Vanligtvis är lågtrycksturbinbladen gjorda av värmebeständigt rostfritt stål. Detta material har god korrosionsbeständighet eftersom en tät och stabil oxidskyddsfilm bildas på dess yta. Men om ångan innehåller C02, S02, speciellt kloridjoner, kommer skyddsfilmen på bladets yta att korroderas och snabbt utvecklas på djupet, vilket orsakar korrosion på bladet, och bladets styrka kommer att minska kraftigt. Om man tar 2Cr13 rostfritt stål som ett exempel, är böjutmattningshållfastheten i luft vid rumstemperatur 390 N/mm2 (oskårat prov, spänningscykelnummer n=5x107, samma nedan), och böjutmattningshållfastheten i rent kondensatvatten är fortfarande 275~315N/mm2. I en oxidlösning med en NaCl-halt på >1 % sjunker emellertid böjutmattningshållfastheten kraftigt till 115~135 N/mm2. Minskad utmattningshållfasthet innebär en förkortad livslängd. Genom instrumentinspektion av de slutliga bladen visade det sig att korrosion av lågtrycks-slutbladen mestadels inträffade i varje steg i den våta ångzonen, och lokal korrosion förekom ofta på bladytan under skalskiktet, som sedan expanderade för att bilda sprickor. Fortsatt drift kommer att orsaka knivbrott på grund av korrosionsutmattning. Inspektion och analys av de trasiga bladen med instrument visade att spricksedimentlagret innehöll klorider.