Експертиза причин пошкодження конструктивних елементів парової турбіни ТЕС

Abstract

Проведено експертизу пошкоджених диска та лопаток циліндра низького тиску парової турбіни ТЕС. Виявлено механізм повільного в часі експлуатації поширення тріщини на диску для фіксації робочих лопаток. Причиною втрати роботоздатності турбіни є докритичне підростання тріщини від внутрішньої поверхні диска в зоні концентрації напружень. Фрактографічно показано, що фретінг-корозія визначає стадію зародження тріщин і їх підростання за механізмом повздовжнього зсуву до критичних розмірів. Цей чинник реалізується внаслідок порушення вимог щодо зазорів між хвостовиками лопаток і Т-подібним пазом на ободі диска та за дії високочастотного низькоамплітудного навантаження за усталеного режиму роботи парової турбіни. Наводнювання інтенсифікує ріст тріщини за механізмом відриву на етапі стабільного росту тріщини. Встановлено, що маневрений режим експлуатації ТЕС з частими зупинками технологічного процесу негативно впливає на роботоздатність елементів турбіни. Адже зупинки і запуски парової турбіни супроводжуються істотними перевантаженнями, які інтенсифікувамуть наводнювання і фретінг-утому.

The expertise of damaged disk and turbine blades of low pressure cylinder of steam turbine was carried out. The subcritical crack growth mechanism on the disk during service has been revealed. The reason of workability loss of turbine is subcritical crack growth from internal surface of disk in and around of stress concentration. Using a fractography investigation it is shown that fretting-wear defines a crack initiation and crack growth up to critical length process using lengthwise shear mechanism. This factor is put into effect owing to breaking of requirements about gaps among blades shanks and T-groove on the disk and effect of high-frequency low-amplitude loading during stable service of steam turbine. Hydrogenation intensify crack growth using tearing-off mechanism on the stable crack growth phase. Manoeurable mode of power plant exploitation with often shutdowns of working process has a negative influence on workability of turbine units. Because of shutdowns and starting up of turbine are accompanied with considerable overloads that intensify hydrogenation and fretting-wear fatigue.