Ресурс диска паровой турбины с начальными дефектами в области разгрузочных отверстий при ползучести

Авторы

  • Н. Г. Шульженко Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, Ukraine
  • П. П. Гонтаровский Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, Ukraine
  • Ю. И. Матюхин Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, Ukraine

Ключевые слова:

турбина, ресурс, ползучесть, рассеянные повреждения, разгрузочные отверстия

Аннотация

Рассматривается влияние гипотетических дефектов (забоин и царапин) в зоне пароразгрузочных отверстий диска 2-й ступени  на ресурс ротора среднего давления турбины К-300-240-2 при ползучести. Развитие повреждений диска в зоне отверстий исследуется в трехмерной постановке методом конечных элементов при совместном решении связанных между собой уравнений ползучести и повреждаемости с двумя феноменологическими параметрами: скалярным и векторным, отвечающим соответственно за вязкое и хрупкое разрушение материала. Показано, что с наличием дефектов сокращается время до зарождения трещины, но увеличивается время ее развития до критического размера. Забоина в разгрузочном отверстии моделируется двумя поврежденными конечными элементами в районе срединной плоскости диска, а царапина – рядом поврежденных элементов по всей толщине полотна диска. В случае забоины время появления трещины примерно в три раза меньше, чем при отсутствии повреждений, а в случае царапины – в шесть раз меньше. Однако полный ресурс в первом случае составляет около 60 % по сравнению с ресурсом диска без повреждений, а во втором – 25 %. Таким образом, при наличии дефекта сокращается время до появления трещины, но увеличивается время ее развития до критического размера. Незначительные повреждения в области разгрузочных отверстий могут оказывать существенное влияние на ресурс диска. 

Биографии авторов

Н. Г. Шульженко, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины

доктор технических наук

П. П. Гонтаровский, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины

кандидат технических наук

Ю. И. Матюхин, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины

кандидат технических наук

Библиографические ссылки

Kostyuk, A. G. et al. (2004), Prochnost' tsel'nokovanyh rotorov turbin moschnost'yu 200, 300 i 800 MVt proizvodstva LMZ pri dlitel'nom staticheskom nagrujenii. Teploenergetika. – № 10. – S. 45–52.

Viznachennya rozrahunkovogo resursu ta otsinka jivuchosti rotoriv korpusnih detaleiy turbin: SOU-N MEV 40.1-21677681-52:2011. – K.: M–vo energetiki ta vugil'noi prom. Ukraini (2011). – 42 s. – (Normativniiy dokument Minenergovugillya Ukraini. Metodichni vkazivki).

Turbiny parovye statsionarnye. Raschet na staticheskuyu prochnost' diskov i rotorov: OST 108.020.109-82. – Vzamen OST 108.020.109-76. – L.: NPO TsKTI, 1983. – 22 s.

Shul'jenko, N. G., P. P. Gontarovskiiy, Yu. I Matyuhin, N. G. Garmash (2010), Raschetnaya otsenka dlitel'noiy prochnosti diskov rotora parovoiy turbiny. Probl. prochnosti. – № 4. – S. 77–86.

Shul'jenko, N. G., P. P. Gontarovskiiy, B. F. Zaiytsev (2011), Zadachi termoprochnosti, vibrodiagnostiki i resursa energoagregatov (modeli, metody, rezul'taty issledovaniiy): monografiya. – Saarbrücken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co.KG, 2011. – 370 s.

Shul'jenko, N. G. et al. (2007) Otsenka dlitel'noiy prochnosti rotorov parovyh turbin na osnove analiza rasseyannyh povrejdeniiy. Probl. mashinostroeniya. – V. 10, № 4. – S. 71 – 81.

Shul'jenko, M. G., P. P. Gontarovs'kiiy, Yu. I. Matyuhin, S. I. Panasenko (2011), Rozrahunkova otsinka jivuchosti plastin pri povzuchosti z vikoristannyam parametriv rozsiyanogo poshkodjennya. V 2 ch. Ch. 1. Vsn. Ternopl'. nats. tehn. un–tu. Spets. vipusk. – S. 47 – 54.

Rezinskih, V. F., V. I. Gladshteiyn, G. D. Avrutskiiy (2007), Uvelichenie resursa dlitel'no rabotayuschih parovyh turbin. – M.: Izdatel'skiiy dom MEI, 2007.– 296 s.

Analiz i obobschenie slujebnyh harakteristik rotornoiy stali 25H1M1FA (R2MA) v ishodnom sostoyanii. Rabota № 510-1917 / PO turbostroeniya Leningradskiiy metallicheskiiy zavod .– L.: PO LMZ, 1986. – 102 s.

Загрузки

Опубликован

2015-07-14

Выпуск

Раздел

Динамика и прочность машин