Вибронапряженность поврежденных лопаток паровой турбины после восстановительного ремонта
Аннотация
Лопатки последних ступеней паровых турбин типа К-1000-60/3000 работают в условиях влажной паровой среды, что приводит к эрозионным повреждениям и снижению их остаточного ресурса. Актуальность данной работы связана с необходимостью продлить безопасную эксплуатацию рабочих лопаток таких турбин. Рассматривается несколько вариантов конечно-элементных моделей отдельных лопаток и лопаток в системе диск-лопатки последней ступени турбины указанного типа. Приводятся результаты численного исследования удаления частей лопаток в зонах эрозионных повреждений после восстановительного ремонта на вибрационные характеристики отдельных лопаток и лопаток в системе диск-лопатки. Проведен анализ напряженно-деформированного состояния при условной нагрузке от паропотока при вынужденных колебаниях отдельных лопаток и лопаток в системе диск-лопатки. Нагрузки задаются равномерно распределенными и линейно переменными по поверхностям лопаток. Определяются зависимости максимальных эквивалентных вибрационных напряжений от частоты возбуждения. Принимается, что физико-механические свойства материала лопаток сохраняются (как для исходного варианта) после ремонта лопаток и обработки их поверхностей. Наблюдается значительно большее снижение вибронапряженности лопаток в системе диск-лопатки, чем на отдельных лопатках. Приводятся графики зависимости максимальных напряжений от частоты возбуждения для неповрежденных отдельных лопаток и лопаток в системе диск-лопатки после их восстановительного ремонта. Рассматриваются различные варианты удаления части лопаток в зонах их входных и выходных кромок. Показано, что при уменьшении хорд лопаток после ремонта в их нижних частях могут появляться частотные области повышенной вибрации. В отдельных лопатках и лопатках в системе диск-лопатки в нижних частях значения максимальных напряжений увеличиваются по сравнению со значениями в лопатках без повреждений. По изменению напряженности рабочих лопаток в сравнении с исходным вариантом лопаток без повреждений оценивается возможность продления их ресурса безопасной эксплуатации при многоцикловой усталости. Этот ресурс рассматриваемых лопаток с хордой не менее 150 мм после восстановительного ремонта может быть продлен по данным напряжений, если не нарушается циклическая симметрия системы диск-лопатки и сохраняются физико-механические свойства материала после обработки зон удаления повреждений на выходных кромках лопаток.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2021 Н. Г. Шульженко, А. С. Ольховский
![Лицензия Creative Commons](http://i.creativecommons.org/l/by-nd/4.0/88x31.png)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).