Skada och behandling av sista fasens blad i lågtrycksdampturbinen

1. Karaktäristik för arbetsmiljön av turbinblad

Arbetsmiljön för ångturbinblad är mycket komplex och hård. Mer specifikt kan de delas in i tre delar: hög, medium och lågtrycksavsnitt. Jämfört med bladen i hög- och mediumtrycksavsnitten har arbetsvillkoren för de sista bladen i lågtrycksavsnittet av lågtrycksångturbinen följande karakteristik: ångtrycket på den sista stadiet i lågtrycksavsnittet är lägre än atmosfärstrycket, ångvolymflödet har ökat betydligt och strömmen är kompleks; ången på den sista stadiet i lågtrycksavsnittet har en hög fuktighetsinnehåll, och vattdropparna i ången påverkar bladen betydligt; när ångturbinen körs under variabla villkor ändras arbetsläget för det sista bladet i lågtrycksavsnittet mest, vilket påverkar dess styrka och vibration allvarligt; det sista bladet i lågtrycksavsnittet är längre än andra blad, och kraven på styrkan är striktare.

Dessa egenskaper kräver att designen av sista bladen i lågtrycksavsnittet måste övervägas mer omfattande och noggrant under design- och tillverkningsprocessen för lågtrycksdampturbiner. Generellt sett kräver designen av de sista bladen i lågtrycksavsnittet mer avancerade analysprogram, fler beräkningar och komplexare strukturella designer än designen av andra blad. Tillverkningen är svårare, till exempel: elektroerosion och flammhårdning och högfrekvenshårdning förstärkning av blad, termisk sprutning, laserpådragning, lokal laserskickhårdning, perifer inläggning osv. Trots detta inträffar skador på de sista bladen fortfarande från tid till annan.

2 Skadedomänerna och orsakerna till de sista bladen i lågtrycksavsnittet

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

Mekaniska skador och orsaker: Till exempel, främmande hårda partiklar kommer in i turbinen och skadar bladen, fasta delar inuti turbinen lossnar och skadar bladen, rotor och cylinder är inte väl justerade eller cylindern är förvriden, vilket orsakar att bladen råder mot ångsluten, och furer utvecklas på bladskenet, osv. Dock beror de flesta av skadorna på orsaker andra än designfaktorer för de slutliga bladen, vilka är mekaniska skador. Denna typ av skada kan hanteras med olika åtgärder beroende på dess allvarlighetsgrad och påverkan på drift.

Icke-mekanisk skada och orsaker: skada orsakad av korrosion av blad på grund av dålig ångkvalitet; skada orsakad av vattenerosion på grund av slaget av vätskevatten i fuktig ånga. Denna artikel behandlar huvudsakligen de två icke-mekaniska skadningsorsakerna och behandlingsmetoderna för bladen i den lågtryckssektionen: analys av skadningsorsakerna orsakade av korrosion av blad på grund av dålig ångkvalitet och behandlingsmetoder.

Orsaksanalys: Vanligtvis är lågtrycks turbinbladen gjorda av vedermodig rostfritt stål. Detta material har god korrosionsmotstånd tack vare att en tät och stabil oxidskyddslager bildas på dess yta. Men om ångan innehåller CO2, SO2, särskilt chloridjoner, kommer skyddslaget på bladets yta att korroderas och snabbt utvecklas i djupet, vilket orsakar korrosion av bladet och bladets styrka minskar kraftigt. Med 2Cr13 rostfritt stål som exempel, är böjningsmattans trötthetsstyrka vid rumstemperatur i luften 390 N/mm2 (oskärad provsmälte, spänningscykelantalet n=5x107, samma nedan), och böjningsmattans trötthetsstyrka i ren kondensvatten är fortfarande 275~315 N/mm2. Men i en oxidlösning med mer än 1% NaCl, sjunker böjningsmattans trötthetsstyrka kraftigt till 115~135 N/mm2. Minskad trötthetsstyrka innebär förkortad tjänstelivstid. Genom instrumentundersökning av de slutliga bladen upptäcktes att korrosion av lågtrycks slutbladen mest förekom på varje steg i den fuktiga ångzonen, och lokal korrosion inträffade ofta på bladets yta under skallagslagret, vilket sedan utvidgades för att bilda sprickor. Vidare drift kan orsaka bladbrott på grund av korrosionströtthet. Inspektion och analys av de brutna bladen med instrument visade att brödelskalagslagret innehöll chlorider.