Выявление трещин под защитными пластинами лопаток паровых турбин вихретоковым и магнитным методами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат технических наук Прохоров, Василий Васильевич

• Прохоров, Василий Васильевич
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Прохоров, Василий Васильевич

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Лопаточный аппарат и условия его работы.

1.2 Повреждения и причины их вызывающие.

1.3 Упрочнение лопаток паровых турбин.

1.4 Регламентирующие документы.

1.5 Методы контроля лопаточного аппарата паровых турбин ТЭС.

Глава 2. Постановка задачи и схема исследований.

2.1 Постановка задачи (модель лопатки).

2.2 Схема исследований.

Глава 3. Методом вихретоковой дефектоскопии.

3.1 Амплитудно-фазовый метод.

3.2 Резонансный метод.

3.3 Пример реализации.

Глава 4. Методом магнитной дефектоскопии.

4.1 Выявление трещины.

4.2 Отстройка от мешающих факторов.

4.3 Оценка глубины.

Глава 5. Автоматизированная система контроля лопаток и опытное опробование

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Выявление трещин под защитными пластинами лопаток паровых турбин вихретоковым и магнитным методами»

В современной энергетике России и стран СНГ на данный момент основная часть энергооборудования отработала свой парковый ресурс. Модернизация и замена такого большого объема оборудования не может быть проведена своевременно. Поэтому имеет место продление ресурса оборудования сверх паркового. В настоящее время разработаны инструкции по контролю металла и продлению срока службы основных элементов энергооборудования. В целях оценки состояния и возможности дальнейшей эксплуатации металла теплоэнергетического оборудования проводится контроль и диагностика основных его элементов, одним из которых является лопаточный аппарат турбины. По результатам технического диагностирования принимается решение о допуске к работе оборудования.

Разрушение лопаточного аппарата турбины приводит к неблагоприятным последствиям для всего турбоагрегата в целом и вынужденному останову турбины. Поэтому важным и ответственным моментом в оценке ресурса турбины является грамотное и своевременное диагностирование лопаточного аппарата. Лопатки паровых турбин работают в тяжелых условиях: резонансные колебания, в процессе которых возникают большие напряжения изгиба; действие влажного пара, а как следствие эрозионный износ; коррозионные воздействий солей и кислот; гидравлические удары, а также наличие иных факторов. На практике применяются различные методы защиты лопаток от этих воздействий, одним из которых является упрочнение входных кромок лопаток последних ступеней турбины противоэрозионными стеллитовыми пластинами. Данный метод используется в основном на турбинных выпускаемых рядом мировых производителей, а также АО «ЛМЗ», который в настоящее время является одним из крупнейших поставщиков турбоагрегатов. Метод напайки стеллитовых пластин имеет ряд достоинств и недостатков.

Практика эксплуатации турбин с лопатками упрочненными таким способом показывает, что в ряде случаев на входных кромках лопаток в области припайки стеллитовых пластин начинают развиваться трещины. Имеющимися в наличии средствами неразрушающего контроля подобные несквозные дефекты не могут быть выявлены из-за отсутствия непосредственного доступа.

Важной и актуальной задачей является выявление таких трещин на ранней стадии их развития.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Прохоров, Василий Васильевич

Основные результаты и выводы

1. Методом компьютерного моделирования уточнен механизм развития трещин в стыках стеллитовых пластин лопаток паровых турбин.

2. Разработана компьютерная модель распределения вихревых токов в многослойной системе, определены основные параметры контроля.

3. Изготовлен образец, моделирующий трехслойную систему — тело лопатки, припой, стеллит, с вариацией параметров полезных (трещина) и мешающих (зазор, ориентация преобразователя, расстояние до кромки лопатки и др.) факторов.

4. Экспериментально установлена целесообразность применения для выявления трещин под стеллитовыми пластинами на ранней стадии развития вихретокового метода в амплитудно-фазовом варианте реализации и магнитного метода в варианте приложенного поля с индикацией полей рассеяния полупроводниковыми элементами Холла.

5. Разработан и внедрен автоматизированный комплекс «Лопатка-2» для выявления трещин под стеллитовыми пластинами лопаток паровых турбин и алгоритм сбора и анализа информации с первичных преобразователей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Прохоров, Василий Васильевич, 2009 год

1. Сичиков М.Ф. Металлы в турбостроении. М.: Машиностроение, 1974;

2. Заблоцкий И.Е., Коростелев Ю.А., Шипов Р.А. Бесконтактные измерения колебаний лопаток турбомашин. М.: Машиностроение, 1977.

3. Олейников В.А., Ермаков А.А. Дискретно фазовый метод измерения деформации лопаток роторов ГТД, без использования корневых датчиков. Авиационная промышленность, 1986, №9.

4. Данилин А.И. Оптоэлектронный дискретно-фазовый метод определения деформационных параметров лопаток турбомашин. Самара: Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. С.П. Королева, 2003, №1.

5. Бусленко Н.П, Шрайдер Ю.А. Метод статических испытаний (Монте-Карло) и его реализация в цифровых машинах. М.: Физ-матгиз, 1961.

6. Пат. 2177145 (РФ). Сигнализатор предаварийных деформаций лопаток турбомашин. / Данилин А.И., Чернявский А.Ж. Опубл. В Б.И., 2000, №35

7. Испытание материалов: Справочник /Под ред. X. Блюменауэра. Пер. с нем. под ред. М.Л. Бернштейна. М.: Металлургия, 1975 -445 е.;

8. Дегтярев Л.И. Эрозия турбинных лопаток. Советское котлотур-биностроение. 1938. №4;

9. Минц И. И., Березина Т. Г., Ходыкина Л. Е. Исследование тонкой структуры и процесса образования пор в стали 12Х1МФ при ползучести. — ФММ, 1974,37, -вып. 4, с. 823—831.

10. Миркин И. Л., Залетаева Р.П., Голеныыина Л. Г. О процессе разрушения аустенитной стали при ползучести. — ФММ, 1974, 37, вып. 2, с. 375—382.

11. Куманин В. И., Школьников Б. Э. Влияние структурных факторов на процесс разрушения стали 1Х12В2МФ. — МиТОМ, 1976, №7, с. 9—11.12