Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Оценка ресурса высокотемпературных элементов роторов турбин путем моделирования уменьшения сплошности металла

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-9-52-60

Полный текст:

Аннотация

Проведены расчетно-экспериментальные оценки остаточного ресурса сталей Р2М и ЭИ415 двух уровней прочности (Н и В) по двум методикам — новой и традиционной. Нагружение проводили в течение 300 тыс. ч в условиях, аналогичных тем, в которых работает металл в зоне крепления лопаток в ободе диска первой ступени роторов среднего давления турбин К-300-240 ЛМЗ и ХТЗ. При оценке ресурса учитывали постепенное уменьшение напряжений из-за ползучести путем выделения нескольких этапов с условно постоянными напряжениями. По новой методике остаточный ресурс оценивали по изменению на каждом из этапов суперсплошности металла Ч7 = ш" + \ где ш — сплошность, п — показатель трещинообразования; по традиционной — путем определения относительной поврежденности П по принципу линейного суммирования поврежденности (ЛСП). Установлено, что зависимости от времени П и 97 подчиняются логарифмическому закону, при этом металл поковок В (более прочных) во всех случаях имел больший ресурс, чем поковок Н (менее прочных). Впервые процесс исчерпания ресурса рассмотрен путем анализа суммы двух функций: 97 + П = 1. Показано, что у стали Р2М эта сумма меньше единицы; у стали ЭИ415 она равна единице или превышает ее. Исходя из литературных данных о различиях, которые дает правило ЛСП применительно к относительно вязкому и хрупкому металлу, было предположено, что отклонения от единицы связаны с погрешностью оценки ресурса по принципу ЛСП. Поэтому результат, полученный по новой методике, следует признать более точным. С учетом применения по предлагаемой методике образцов с особо глубоким острым надрезом, в котором гарантировано хрупкое развитие трещин, новый принцип расчета ресурса может быть полезен при определении ресурса у любого вида деталей, металл которых подвержен хрупким разрушениям в процессе эксплуатации в условиях ползучести.

Об авторах

В. И. Гладштейн
ОАО «Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт»
Россия

 Гладштейн Владимир Исаакович

115280, Москва, Автозаводская ул., 14



А. А. Любимов
ОАО «Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт»
Россия

 Любимов Артем Александрович

115280, Москва, Автозаводская ул., 14



Список литературы

1. Резинских В. Ф., Гладштейн В. И., Авруцкий Г. Д. Увеличение ресурса длительно работавших паровых турбин. — М.: Издательский Дом МЭИ, 2007. — 296 с.

2. Кокина Н. Н., Плотинский Л. Е., Голуб Л. В. и др. Марочник стали и сплавов. — М.: ЦНИИТМАШ, 1971. — 484 с.

3. Вебер X. Ползучесть и особенности повреждения теплоустойчивых ферритных сталей / Сб. Докладов конф. «Продление ресурса ТЭС». — М.: ВТИ, 1994. С. 1 - 30.

4. Viswanathan В., Gehl S. М. Life-Assessment Technology for Power-Plant Components / JOM. 1992. February. P 34 - 42.

5. СТО 70238424.27.100.005-2008. Основные элементы котлов, турбин и трубопроводов ТЭС. Контроль состояния металла. Нормы и требования. — М.: ИНВЭЛ, 2008. — 685 с.

6. Качалов Л. М. Основы механики разрушения. — М.: Наука, 1974.—311 с.

7. Гладштейн В. И. Методика прогнозирования длительной прочности сталей и сплавов с помощью диаграммы изменения сплошности при длительном нагружении / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1996. Т. 62. № 4. С. 55 - 60.

8. Чадек И. Ползучесть металлических материалов. — М.: Мир, 1987. — 302 с.

9. Шестериков С. А. Длительная прочность и ползучесть металлов. — В сб.: Вопросы долговременной прочности энергетического оборудования. Вып. 230. — Л.: ЦКТИ, 1986. — 123 с.

10. Браун У., Сроули Дж. Испытания высокопрочных металлических материалов на вязкость разрушения при плоской деформации. — М.: Мир, 1972. — 245 с.

11. Гладштейн В. И. Микроповреждаемость металла высокотемпературных деталей энергооборудования. — М.: Машиностроение, 2014. — 364 с.

12. Гольденблатт И. И. Длительная прочность в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1977. — 248 с.

13. Бугай Н. В., Березина Т. Г., Трунин И. И. Работоспособность и долговечность металла энергетического оборудования. — М.: Энергоатомиздат, 1994. — 270 с.


Для цитирования:


Гладштейн В.И., Любимов А.А. Оценка ресурса высокотемпературных элементов роторов турбин путем моделирования уменьшения сплошности металла. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019;85(9):52-60. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-9-52-60

For citation:


Gladshtein V.I., Liubimov A.A. Assessment of the residual life of the high-temperature elements of the turbine rotors through modeling the reduction of the metal continuity. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2019;85(9):52-60. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-9-52-60

Просмотров: 19


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)