Düşük basınçlı buhar türbininin son aşamasındaki kabukların hasarları ve tedavisi

1. Turbine bıçaklarının işleyiş ortamının özellikleri

Buhar türbin bıçaklarının çalışma ortamı çok karmaşık ve serttir. Belirli olarak, bunlar üç bölüme ayrılmıştır: yüksek, orta ve düşük basınçlı bölgeler. Yüksek ve orta basınçlı bölgelerdeki bıçaklara kıyasla, düşük basınçlı buhar türbininin düşük basınçlı bölümüne ait son bıçakların çalışma koşulları şu özelliklere sahiptir: Düşük basınçlı bölümün son aşamasındaki buhar basıncı atmosferik basından daha düşüktür, buhar hacim akım oranı önemli ölçüde artmıştır ve akış karmaşıktır; Düşük basınçlı bölümün son aşamasındaki buharın nem oranları yüksektir ve buhar içindeki su damlacıkları bıçaklara önemli ölçüde etki eder; Değişken koşullar altında çalışan buhar türbininde, düşük basınçlı bölümün son bıçağının çalışma durumu en fazla değişir ki bu da onun dayanımı ve titreşimini ciddi şekilde etkiler; Düşük basınçlı bölümün son bıçağı diğer bıçaklardan daha uzundur ve dayanım koşulları daha sıkıdır.

Bu özellikler, düşük basınçlı buhar türbinlerinin tasarım ve üretim sürecinde düşük basınçlı bölümün son aşamadaki yaprakların tasarımı daha kapsamlı ve dikkatli ele alınması gerektiğini gerektirir. Genel olarak konuşursak, düşük basınçlı bölümün son aşamadaki yaprakların tasarımı, diğer yaprakların tasarımlarından daha ileri analiz programları, daha fazla hesaplama ve daha karmaşık yapısal tasarımlar gerektirir. Üretim daha zordur, örneğin: elektrik arkı ve alev sertleştirmesi ve yüksek frekanslı sertleştirmeler, termal serpme, lazer kaplama, yerel lazer yüzey sertleştirmesi, çevresel montaj vb. Bunlara rağmen, son aşamadaki yapraklarda hasarlar hala zaman zaman meydana gelmektedir.

2 Düşük basınçlı bölümden son aşamadaki yaprakların hasar formları ve nedenleri

Düşük basınçlı bölgedeki son aşamadaki pırtıların hasarına yönelik birçok forma ve neden vardır, anahtar noktalar şunlardır: mekanik hasarın formları ve nedenleri; mekanik olmayan hasarın formları ve nedenleri.

Mekanik hasar ve nedenler: Örneğin, dışarıdan sert yabancı parçacıklar türbine girer ve pırtıları hasar verir, türbinin içindeki sabit parçalar düşer ve pırtıları hasar verir, rotor ve silindir iyi hizalanmamıştır veya silindir deformasyon geçirmiştir, bu da pırtıların buhar mühafazasıyla sürtünmesine neden olur ve pırtı kılıfında yuvarlaklaşmalar oluşur, vb. Ancak, çoğu hasar, son pırtıların tasarım faktörleri dışında olan mekanik hasarlardır. Bu tür hasarlar, şiddetlerine ve işletmedeki etkilerine bağlı olarak farklı önlemlerle ele alınabilir.

Mekanik olmayan hasar ve nedenler: kötü buhar kalitesi nedeniyle pala erozyonu tarafından oluşan hasar; ıslak buhar içindeki sıvı su etkisiyle oluşan su erozyonu nedeniyle oluşan hasar. Bu makale, genellikle düşük basınçlı bölümlerin pala hasarlarının iki mekanik olmayan nedenini ve tedavi yöntemlerini ele alır: kötü buhar kalitesi nedeniyle pala korozyonundan kaynaklanan hasarların analizi ve tedavi yöntemleri.

Neden analizi: Genellikle, düşük basınçlı türbin pırtları ısıya dayanıklı çelikten yapılır. Bu malzeme, yüzeyinde yoğun ve istikrarlı bir oksit koruyucu film oluştuğu için iyi bir korozyon direncine sahiptir. Ancak, buhar C02, S02 içeriyorsa, özellikle de klorür iyonları varsa, pırtının yüzeyindeki koruyucu film korozyona uğrayabilir ve derinliğe hızlı bir şekilde ilerleyebilir, bu da pırtıyı korozyona maruz bırakır ve pırtı gücünün büyük ölçüde azalmasına neden olur. 2Cr13 stainless çeliğini alarak örnek verecek olursak, oda sıcaklığında hava ortamındaki bükme yorgunluk dayanımı 390 N/mm2'dir (delikli olmayan numune, stres döngü sayısı n=5x107, aşağıda aynı). Temiz kondans suyu ortamında ise bükme yorgunluk dayanımı hala 275~315N/mm2'dir. Ancak, %1'den fazla NaCl içeren bir oksit çözeltisinde, bükme yorgunluk dayanımı keskin bir şekilde 115~135 N/mm2'ye düşer. Azaltılmış yorgunluk dayanımı, hizmet ömrünü kısaltır demektir. Son pırtılara aletlerle yapılan denetim sonucunda, düşük basınçlı son pırtılarda korozyonun çoğunlukla nemli buhar bölgesinde her aşamada meydana geldiği görüldü ve yerel korozyon genellikle pırtı yüzeyindeki toprak katmanının altından başlayarak genişledi ve böylece çatlaklar oluşturdu. Devam eden işlem, korozyo yorgunluğundan dolayı pırtıların kırılmasına neden olacaktır. Aletlerle yapılmış kırık pırtıların inceleme ve analizi sonucunda, kırık yüzeydeki tortu katmanının klorür içerdiği tespit edildi.