ความเสียหายและการบำบัดของใบกังหันขั้นสุดท้ายของกังหันไอน้ำแรงดันต่ำ

1. ลักษณะของสภาพแวดล้อมการทำงานของใบกังหัน

สภาพแวดล้อมการทำงานของใบพัดกังหันไอน้ำนั้นซับซ้อนและรุนแรงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามารถแบ่งออกได้เป็นสามส่วน: ส่วนความดันสูง ความดันกลาง และความดันต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับใบพัดในส่วนความดันสูงและกลาง สภาพการทำงานของใบพัดชุดสุดท้ายในส่วนความดันต่ำของกังหันไอน้ำมีลักษณะดังนี้: ความดันไอน้ำในขั้นตอนสุดท้ายของส่วนความดันต่ำจะต่ำกว่าความดันบรรยากาศ อัตราการไหลของไอน้ำเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด และการไหลมีความซับซ้อน; ไอน้ำในขั้นตอนสุดท้ายของส่วนความดันต่ำมีความชื้นสูง และหยดน้ำในไอน้ำมีผลกระทบอย่างมากต่อใบพัด; เมื่อกังหันไอน้ำทำงานภายใต้เงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลง สถานะการทำงานของใบพัดชุดสุดท้ายในส่วนความดันต่ำจะเปลี่ยนแปลงมากที่สุด ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อความแข็งแรงและการสั่นสะเทือน; ใบพัดชุดสุดท้ายในส่วนความดันต่ำยาวกว่าใบพัดอื่น ๆ และมีเงื่อนไขเรื่องความแข็งแรงที่เข้มงวดมากขึ้น

ลักษณะเหล่านี้ต้องการให้มีการพิจารณาการออกแบบใบพัดขั้นสุดท้ายของส่วนแรงดันต่ำอย่างครอบคลุมและรอบคอบมากขึ้นในกระบวนการออกแบบและการผลิตของกังหันไอน้ำแรงดันต่ำ โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบใบพัดขั้นสุดท้ายของส่วนแรงดันต่ำต้องใช้โปรแกรมวิเคราะห์ขั้นสูงกว่า การคำนวณมากกว่า และการออกแบบโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าการออกแบบของใบพัดอื่น ๆ การผลิตมีความยากลำบากมากขึ้น เช่น การเสริมความแข็งของใบพัดด้วยประกายไฟฟ้า การทำให้แข็งด้วยเปลวไฟ การทำให้แข็งด้วยความถี่สูง การพ่นความร้อน เคลือบด้วยเลเซอร์ การทำให้ผิวแข็งด้วยเลเซอร์เฉพาะจุด การฝังขอบ เป็นต้น แม้จะมีการทำเช่นนี้ แต่ยังคงเกิดความเสียหายกับใบพัดขั้นสุดท้ายอยู่เป็นระยะๆ

2 รูปแบบความเสียหายและการเกิดของใบพัดขั้นสุดท้ายในส่วนแรงดันต่ำ

มีรูปแบบและสาเหตุหลายประการของการเสียหายที่เกิดขึ้นกับใบพัดขั้นสุดท้ายในส่วนความดันต่ำ ซึ่งหลัก ๆ มีดังนี้: รูปแบบและสาเหตุของการเสียหายเชิงกล; รูปแบบและสาเหตุของการเสียหายที่ไม่ใช่เชิงกล

การเสียหายเชิงกลและสาเหตุ: เช่น มีอนุภาคแข็งจากภายนอกเข้ามาในเทอร์ไบน์และทำให้ใบพัดเสียหาย ส่วนประกอบภายในของเทอร์ไบน์หลุดออกและทำลายใบพัด โรเตอร์และกระบอกสูบไม่ได้จัดเรียงตามแนวหรือกระบอกสูบผิดรูป ทำให้ใบพัดเสียดสีกับซีลไอน้ำ และเกิดร่องบนขอบใบพัด เป็นต้น อย่างไรก็ตาม การเสียหายส่วนใหญ่มักเกิดจากสาเหตุอื่นนอกเหนือจากปัจจัยการออกแบบของใบพัดขั้นสุดท้าย ซึ่งเป็นการเสียหายเชิงกล ประเภทของการเสียหายนี้สามารถแก้ไขได้โดยมาตรการต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับความรุนแรงและความกระทบต่อการดำเนินงาน

ความเสียหายและการเกิดสาเหตุที่ไม่ใช่กลไก: ความเสียหายที่เกิดจากการกัดกร่อนของใบพัดเนื่องจากคุณภาพไอน้ำไม่ดี; ความเสียหายที่เกิดจากการกร่อนด้วยน้ำที่เกิดจากการกระแทกของน้ำในสถานะของไอน้ำเปียก บทความนี้จะกล่าวถึงสาเหตุและความสามารถในการรักษาความเสียหายที่ไม่ใช่กลไกสองประการของใบพัดส่วนแรงดันต่ำ: การวิเคราะห์สาเหตุความเสียหายที่เกิดจากการกัดกร่อนของใบพัดเนื่องจากคุณภาพไอน้ำไม่ดีและวิธีการรักษา

การวิเคราะห์สาเหตุ: ทั่วไปแล้ว เหล่าใบพัดของกังหันไอน้ำความดันต่ำจะทำจากสแตนเลสทนความร้อน วัสดุชนิดนี้มีความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนได้ดี เพราะมีฟิล์มออกไซด์ป้องกันที่หนาแน่นและเสถียรอยู่บนผิวของมัน อย่างไรก็ตาม หากไอน้ำมี C02, S02 โดยเฉพาะไอออนคลอไรด์ ฟิล์มป้องกันบนผิวใบพัดจะถูกกัดกร่อนและพัฒนาลึกลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนต่อใบพัด และความแข็งแรงของใบพัดลดลงอย่างมาก เช่นในกรณีของสแตนเลส 2Cr13 ความแข็งแรงจากการเหนื่อยล้าแบบงอในอากาศที่อุณหภูมิห้องคือ 390 N/mm2 (ตัวอย่างที่ไม่มีรอยแหว่ง จำนวนรอบของแรงดัน n=5x107 อ้างอิงเดียวกันข้างต้น) และความแข็งแรงจากการเหนื่อยล้าแบบงอในน้ำควบแน่นสะอาดยังคงอยู่ที่ 275~315N/mm2 แต่ในสารละลายออกไซด์ที่มี NaCl >1% ความแข็งแรงจากการเหนื่อยล้าแบบงอจะลดลงอย่างรวดเร็วเหลือเพียง 115~135 N/mm2 การลดลงของความแข็งแรงจากการเหนื่อยล้าหมายถึงอายุการใช้งานที่สั้นลง จากการตรวจสอบด้วยเครื่องมือพบว่า การกัดกร่อนของใบพัดปลายสุดในกังหันไอน้ำความดันต่ำมักเกิดขึ้นในแต่ละขั้นตอนของโซนไอน้ำเปียก และมักเกิดการกัดกร่อนในท้องถิ่นบนผิวใบพัดใต้ชั้นตะกอน ซึ่งขยายตัวจนเกิดรอยแตก การทำงานต่อเนื่องอาจทำให้เกิดการแตกของใบพัดเนื่องจากการเหนื่อยล้าจากการกัดกร่อน การตรวจสอบและวิเคราะห์ใบพัดที่แตกโดยเครื่องมือแสดงให้เห็นว่า ชั้นตะกอนบนรอยแตกมีคลอไรด์