Сварной ротор: Выбор конструкции роторов — Уралэнергомаш

Энергетика. ТЭС и АЭС | Всё о тепловой и атомной энергетике

Новости АЭС

С 19 по 21 апреля 2022 Международный выставочный центр «Казань Экспо» примет в своих

Статьи

Volvo Construction Equipment (Volvo CE) модернизировала свои компактные колесные погрузчики L20 и L25 Electric

Новости АЭС

Блюда из рыбы всегда были частью как праздничного стола, так и меню на каждый

Статьи

Первое впечатление о квартире сложится у посетителей мгновенно, как только они попадут в прихожую.

Статьи

Многие владельцы собственного жилья сталкивались с такой распространенной процедурой, как окрашивание деревянного пола. Этот

Статьи

Монолитный плитный фундамент – оптимальное решение для нестабильных грунтов Когда речь идет о строительстве

Статьи

Зарождающаяся мода на предметы искусства, скульптуры и декоративные фигурки в интерьере становится очень и

Новости АЭС

Последнее время цены на газ значительно увеличились процедура сертификации оборудования усложнилась. Поэтому установка газобаллонного

Новости АЭС

Инвестирование в криптовалюту — отличный вариант вложения средств. С каждым днем ее стоимость только

Новости АЭС

В настоящее время многие семьи не имеют своего жилья и не могут его купить

Новости энергетической отрасли

Большая часть населения во время каких-либо проблем задумываются о том, что им стоит все-таки

Новости ТЭС

Спрей ИРС-19 – местное иммуностимулирующее средство. Изготовителем лекарства является фармацевтическое учреждение France Mulan Laboratories.

Энергетика США

Форекс https://forex-review.ru/, как крупнейший рынок в мире, привлекает своим блеском и размером. Можно сказать,

Новости ТЭС

Стеновые панели декоративного типа – материал, пользующийся огромной популярностью. Действительно, с их помощью можно

Энергетика США

Сейчас все более популярные стают солнечные батареи отзывы о которых довольно хорошие и позитивные.

Новости АЭС

Мало кто задумывается, что в современном обществе огромное значение имеет такой женский аксессуар, как

Энергетика США

Компаний, которые выступают в роли посредника, и открывают своим клиентам доступ к торговле на

Новости ТЭС

Как выбрать входную металлическую дверь? Советы профессионала Начинать ремонт в квартире, купленной на вторичном

Новости ТЭС

Почему не рекомендуется снимать жилье в Екатеренбурге https://etagiekb. ru/realty_rent/ в новостройках. Новостройки— это свежий ремонт,

Новости ТЭС

Галогенные лампы — универсальный источник света с большой яркостью и качественной цветопередачей. Сферы применения

Зарубежные ТЭС

Многие предприятия продолжают усердно работать над усовершенствованием разработки осовремененных приборов для диагностики. Так, например,

Новости

Сегодня интернет открывает невероятно огромные возможности своим пользователям в плане заработка. К примеру, совершать

Новости

Как выбрать лучший онлайн-курс английского Решили начать изучать английский онлайн? Хотите, чтобы все ваши

Без рубрики

Трансформаторы – это устройства, которые преобразуют электрическую энергию и обычно устанавливаются в общественных зданиях,

Без рубрики

ООО “Сервомеханизмы” предлагает технику линейного перемещения, а кроме того все сопутствующие товары – двигатели

Новости

Что нужно знать о ленточной библиотеке Объемы информационных данных возрастают в геометрической прогрессии ежеминутно.

Статьи

Уже давно человечество ведёт поиск альтернативных источников энергии. Одно из самых эффективных изобретений в

Статьи

Большинство преимуществ Onecoin на фоне остальных криптовалют основаны на том, что их разработчики постарались

Статьи

В последние годы наша страна активно развивается. Вместе с ней развиваются компании с мировым

Статьи

Уже многие десятилетия электродуговая сварка остаётся оптимальным способом создания неразборных стальных конструкций. При этом

Ротор | Оценка конструкций паровых турбин

Подробности

Категория: Генерация

• ТЭС
• эксплуатация
• вода

Содержание материала

• Оценка конструкций паровых турбин
• Введение
• Условия эксплуатации
• Критерии качества
• Надежность
• Экономичность
• Регулирующая ступень
• Потери в выхлопной
• Технологичность
• Изменение формы деталей
• Термические напряжения
• Положение оси ротора
• Положение оси статора
• Положение ротора и статора
• Изменение положения деталей
• Фиксация взаимного положения
• Некоторые вопросы вибрации
• Защита паровых турбин
• Плотность вакуумной системы
• Взаимосвязь, комплексные решения
• Выбор конструкции агрегата
• Подшипники опорные
• Вкладыши опорных
• Корпуса опорных подшипников
• Подшипники упорные
• Уплотнения
• Диафрагмы, сопла
• Прочие отклонения диафрагм
• Цилиндры
• Паровпускная часть, обоймы
• Ротор
• Выбор вала ротора
• Крепление лопаток ротора
• Рабочие части ротора
• Клапаны
• Конденсатор и эжектор
• Примеры характерных турбин
• Зарубежное турбостроение

Страница 31 из 38

По скоростям движения, напряжениям, размерам, требованиям к материалу и точности изготовления ротор является наиболее ответственной и дорогой частью турбины. Поломки ротора приводят к серьезным авариям турбины и могут закончиться в особо тяжелых случаях полным ее разрушением.

Ротор вращается в паровой среде, способствующей его коррозии и эрозии. Его часть в зоне паровпуска работает при высокой температуре, часть низкого давления —при комнатной. Перепад температур по длине ротора достигает 500 —550°; имеется разность температур между дисками и лопатками, между насадными деталями и валом.
Шейки вала и упорный гребень вращаются в своих подшипниках с большими окружными скоростями. За счет остаточной или появившейся во время работы неуравновешенности возникают силы небаланса, вызывающие вибрацию. Вал ротора нагружен собственным весом, но напряжения от этого невелики. Напряжения скручивания обычно тоже невелики и лишь при коротком замыкании в генераторе достигают значительных величин.

Основными действующими силами являются центробежные; они нагружают лопатки, барабан, диски. Лопатки нагружены также давлением пара. Эго давление пульсирующее, отчего возникает вибрация лопаток и дисков. Осевое давление нагружает вал небольшими растягивающими силами.
Значительные изгибающие напряжения в конце вала могут быть вызваны неправильным соединением муфты, а также перекосом вала в упорном подшипнике или нажимом на вал уплотнительного пояска этого подшипника.

Дополнительно напряжения в диске могут возникнуть вследствие перекоса шпонок.
При повышении температуры насадных деталей по сравнению с температурой вала посадка их будет ослабевать; при понижении же температуры натяг будет увеличиваться и может вызвать недопустимые напряжения. Так, например, при появлении разности температур вала и диска в 100° натяг диска примерно удвоится, что при концентрации напряжений в углах шпоночного паза неоднократно приводило диск к разрушению.

Важной чертой ротора является то, что даже незначительные изменения его уравновешенности и формы приводят к усилению вибрации, создают невозможные условия работы и потому не должны допускаться. Это решающим образом отражается на требованиях к конструкции, материалу, изготовлению и эксплуатации.

Ротор должен обладать достаточной прочностью, спокойным ходом, для чего нужна не только хорошая балансировка его при изготовлении, но и сохранение уравновешенности во время работы.
Знакопеременные усилия, даже небольшие, но повторяющиеся с большой частотой, приводят к ослаблению посадки дисков, износу резьбы кольцевых гаек, нарушению соединений составных роторов. Конструкция и выполнение закрепления лопаток должны обеспечивать надежное и жесткое соединение их с ротором.

Необходима устойчивость ротора против эрозии и коррозии, образования окалины (при высокой температуре пара) и износа, что достигается главным образом подбором материалов.
Ротор должен изготовляться с минимальными отступлениями от чертежа. Забота о материале ротора должна начинаться с изготовления исходного слитка, соблюдения условий его остывания, режимов и порядка ковки и термообработки. При механической обработке должно быть исключено получение большого небаланса.

По конструкции роторы могут быть разделены на следующие характерные типы:

1. составные — вал с насадными дисками или сборный, с болтовым соединением, барабанный ротор;
2. комбинированные, в которых основная часть цельнокованая, отдельные диски —насадные;
3. цельные — как цельнокованые, так и сварные.

Вал с насадными дисками —наиболее старое, «классическое» исполнение ротора активной турбины (фиг. 100). По современным воззрениям, его недостатками являются большие затраты металла И труда на изготовление, неточное соблюдение осевых размеров ввиду получающихся длинных размерных цепей, наличие шпоночных соединений, напряжения в дисках от посадочного натяга, большие диаметры уплотнений, непригодность для работы при высоких температурах. К достоинствам таких роторов следует отнести сравнительно небольшие размеры поковок и вместе с тем возможность применения дисков большего диаметра, чем в цельнокованых роторах; более короткий цикл изготовления, возможность замены дисков.

Роторы указанного типа и сейчас наиболее распространены в турбинах малой и средней мощности на умеренные параметры пара. Малоубедительно применение их в ряде случаев для т. н. д. турбин большой мощности (фиг. 105 и 106), так как при малом диаметре дисков выгоднее такие роторы делать цельноковаными.
Важным элементом этой конструкции является посадка дисков на вал. Диск должен сидеть на валу плотно при всех возможных изменениях режима и быть защищен от проворачивания и от осевого перемещения. Поэтому посадочный натяг должен, быть достаточно велик, чтобы диск ни в коем случае не освобождался при работе, даже при максимальном его нагреве по сравнению с валом и наибольшем числе оборотов.

Посадка каждого диска на свой уступ вала дает наилучшую форму вала и удобна при сборке, но требует обработки большого количества диаметров и длин с высокой точностью, что удорожает производство. Раньше, когда обычной была шлифовка каждого уступа вала под уже готовый диск, было даже выгодно иметь разные диаметры дисков, но в настоящее время такой способ совершенно неприемлем.
Заметим, что обработка вала и отверстий в диске по 2 классу точности дает слишком большой разброс величин натяга, и повторяемость результатов при этом не достигается; необходима обработка примерно по 1 классу точности.

Посадка всех дисков на вал одного диаметра (см. фиг. 4) упрощает изготовление вала и делает диски взаимозаменяемыми. Но в этом случае необходимо очень точно выдерживать диаметры всех дисков; сборка неудобна. Для турбин большой мощности такая конструкция, надо думать, неприемлема. По-видимому, наиболее удачная конструкция многоступенчатого составного ротора — посадка группы дисков на уступ вала одного диаметра.
При сохранении посадочного натяга во время работы, равного хотя бы 50 кг/см², создается при средних размерах диска момент трения, который в несколько раз больше передаваемого диском вращающего момента и обычно больше момента при коротком замыкании. Запас вполне достаточен при небольшой передаваемой диском мощности (500—1500 кет), но сильно уменьшается с ее ростом. Однако в любом случае дополнительное стопорение диска является, в сущности, предохранительным, рассчитанным главным образом на значительное уменьшение при работе посадочного натяга. Если по условиям прочности остающийся натяг допущен всего 5—10 кг/см², то стопорение является не предохранительным, а рабочим.

Основная опасность уменьшения посадочного натяга возникает при переходных режимах, когда температура диска может стать значительно больше, чем вала.

Фиг. 79. Способы стопорения дисков от проворачивания.

Наиболее распространено закрепление диска призматическими шпонками (фиг. 79, а), хотя оно обладает крупными недостатками. Шпоночная канавка ослабляет ступицу диска и вызывает концентрацию напряжений; поэтому ее нельзя применять для сильно напряженных дисков. Даже небольшие перекосы пазов в валу и в диске могут вызвать опасные напряжения в ступицах дисков, что в ряде случаев приводило к трещинам. Подгонка шпонок связана с применением ручных работ.

Соединение круглой шпонкой более технологично и не требует ручных подгоночных работ. Это соединение более точное и совершенное. К сожалению, область его применения на роторе весьма ограничена (рис. 79, б).

Соединение по типу, показанному на фиг. 79, в, применяется для сильно напряженных дисков, в которых устройство шпоночной канавки нежелательно. Крепление производится к специальному гребню (фиг. 105) или к соседнему диску.
Стопорение приваркой (фиг. 79, г) имеет ограниченное применение, так как является неразборным. Оно фиксирует диск и в осевом направлении.

В осевом направлении диск может перемещаться под влиянием тепловых расширений, давления пара и вибрации. Для стопорения в этом направлении наиболее себя оправдали разрезные кольца. Резьбовые соединения стоят дороже и менее надежны. В ряде случаев они полностью разрушались при отсутствии заметных нагрузок, в результате только небольших знакопеременных напряжений.
Насадные диски изготовляются из хорошо прокованных заготовок; сравнительно небольшая их толщина позволяет получить равномерные и высокие механические свойства. При получении заготовок свободной ковкой расход металла очень велик— вес поковки превышает вес диска в 4—5 раз. Одной из причин этого является наличие у диска ступицы.

Наибольшие напряжения во вращающемся диске возникают в зоне посадочного отверстия, что вызывает необходимость усиления этого места, т. е. развития ступицы. Стремление избежать ступицы и, следовательно, уменьшить расход металла, а также сократить расстояние между дисками привело к применению автофретирования¹, широко применяемого КТЗ в турбинах малой мощности.  В результате значительно расширяется возможность применения дисков постоянной толщины или почти без ступиц (см. фиг. 4).

Составной ротор с болтовым соединением характерен для реактивных турбин. Болтовое соединение — слабое место ротора. Такие конструкции появились и развились в судовых турбинах для создания роторов тихоходных турбин или легких барабанных роторов, когда сварка для таких целей еще не применялась. Пример такого ротора судовой турбины ВВС показан на фиг. 80. 

Фиг. 80. Ротор болтовой конструкции.

Ротор небольшого диаметра, довольно легкий, прогревается быстро и примерно с той же скоростью, что и цилиндр. Болтовое соединение —  основной недостаток этого ротора. Оно умеренно нагружено крутящим м ментом и изгибом от веса ротора. Но напряжения от других сил могут быть велики, например от неодинаковых деформаций соединяемых частей вследствие центробежных сил и нагрева. Эго требует тщательного конструирования и выполнения соединения, и все же иногда происходит его постепенное ослабление. После внедрения сварных роторов болтовые конструкции почти не применяются.

Изготовление вала вместе с дисками из одной поковки по многим соображениям является наилучшим решением. Диски свободны от напряжений, возникающих при их посадке, отпадает вопрос их закрепления. Диаметр вала получается меньше, отчего сокращается утечка через уплотнения; легче получить жесткий ротор.  Улучшается теплообмен между дисками и валом. Точность при изготовлении повышается, общий вес ротора и суммарный расход металла уменьшаются, снижается трудоемкость изготовления.
Цельнокованый ротор имеет и крупные недостатки. Поковка получается большой, изготовление ее не везде возможно, стоимость высока. Большие размеры поковки препятствуют получению высоких прочностных свойств. Диаметр такого ротора пока ограничен величиной 900—1000 мм. Материал применяется более дорогой, так как требования к нему определяются наиболее горячей частью. Цикл изготовления удлиняется, обработка требует высокой квалификации рабочего, нельзя заменить поврежденный диск и т. д. Эти недостатки ограничивают применение цельнокованых роторов и заставляют предпочитать комбинированные решения.

Одним из таких решений является цельнокованый ротор, в котором часть дисков насадные (фиг. 104). Размеры поковки при этом уменьшены; насадные диски могут иметь больший диаметр; располагаются они в зоне умеренных температур. Весь вал такого ротора, сделан из теплоустойчивой стали, что необходимо, по существу, только для его части высокого давления.
Другим комбинированным решением можно считать сварные роторы, которые являются комбинированными по способу изготовления, но цельными — вследствие своей неразборности.

Изготовление роторов с помощью сварки началось более 25 лет тому назад, главным образом в силу затруднений с получением крупных поковок высокого качества и высокой их цены; в меньшей степени сварка рассматривалась как процесс, позволяющий решать особые вопросы конструирования роторов. Фирма ВВС была вынуждена заказывать крупные поковки за границей и оказалась одной из первых, разработавшей конструкцию и методику сварки роторов.
Само по себе применение сварки при изготовлении роторов не является положительным; наплавленный металл литой, его прочностные свойства ниже, чем у металла свариваемых частей ротора. Шов представляет собой явно слабое место ротора, хотя и обеспечивает его прочность. Сварка на всю толщину металла связана с наплавкой большого количества металла и трудностью конструирования дна шва. Процесс сварки и качество шва определяются строжайшим соблюдением технологических режимов и контролируются только уже в готовом шве.

Основные требования к конструкции сварного ротора сводятся к всемерному уменьшению относительной деформации свариваемых деталей и к созданию условий получения качественного шва. Соблюдение первого требования позволяет ограничиться легкими, слабо нагруженными швами небольшого сечения. Невозможность подварки изнутри и стремление избежать «начальной трещины» (фиг. 81, а) приводит к искусственным решениям (фиг. 81, б и в), при которых место сварки заведомо ослаблено, как бы надрезано. Обеспечивая качество шва, такие конструкции не создают нормальных условий его работы. По существу, нет оснований место сварки делать не того же сечения, что у свариваемых частей. Поэтому представляет большой интерес конструкция и технология изготовления сварного шва на полную толщину металла (фиг. 81, г), разработанные ВВС² .
Применение сварки дает большие возможности по снижению веса, повышению критического числа оборотов, увеличению окружных скоростей ротора. Сварка ротора реактивной турбины из дисков (см. фиг. 115) — единственная возможность выполнения его со столь большим расстоянием между подшипниками.

Фиг. 81. Типы сварных швов.

Преимущество сваренных из дисков роторов —очень высокая тепловая стабильность и практическое отсутствие теплового изгиба их при нагреве, что почти невозможно получить для роторов тех же размеров другой конструкции. Эго является следствием составления ротора из многих дисков, каждый из которых был по-своему ориентирован при ковке относительно оси слитка, что почти исключает влияние несимметричности их свойств при нагреве.

Кроме барабанных роторов большого диаметра, при умеренных окружных скоростях с успехом применяются сварные легкие пустотелые барабаны, свободные от недостатков барабанов с болтовым соединением. Для роторов активных турбин сварка дает мало преимуществ и пока почти не применяется.
Внедряющаяся в настоящее время сварка сталей, сильно отличающихся по составу или даже разных классов, откроет совершенно новые возможности: применение теплоустойчивой или даже аустенитной стали только для горячих частей ротора, применение композитных дисков и др.

Роторы различных конструкций применяются преимущественно в таких областях:

1. с насадными дисками — для турбин малой и средней мощности, при средних и низких параметрах пара; в тихоходных турбинах; ц. н. д. турбин средней мощности;2)     цельнокованые — ц. в. д. и турбины с противодавлением на высокие параметры пара, быстроходные и судовые многокорпусные турбины;
2. сварные —при больших размерах ротора, для которых получение цельной заготовки невозможно или нецелесообразно; легкие барабанные или дисковые роторы;
3. комбинированные — одноцилиндровые турбины на высокие параметры пара; ц. с. д. и ц. н. д. средних и крупных турбин;
4. сборные — реактивные турбины средней быстроходности, при средних параметрах пара, небольшой и средней мощности, если они почему-либо не могут быть заменены сварными.

² «Brown Boveri Mitteilungan», 1958, № 7/8.

• Назад
• Вперёд

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• Архив
• org/ListItem»> Генерация
• Балаковская АЭС электрооборудование

Еще по теме:

• Внедрение пароводокислородной очистки и пассивации котлов с естественной циркуляцией
• Возможность эксплуатации котла ТП-170 на пониженных параметрах перегретого пара
• Опыт эксплуатации рассолодобычных скважин на территориях ТЭС
• Предотвращение роста бактерий в системах сухого и влажного охлаждения
• Наладка и обслуживание установки химического обессоливания воды

Восстановление сварных швов ротора турбины и генератора

Orbital Energy Services предоставляет услуги по ремонту поврежденных поковок вала ротора посредством восстановления сварных швов и чистовой обработки. В нашем Центре передового опыта по ремонту паровых путей, расположенном в Певели, штат Миссури, работают высококвалифицированные специалисты и квалифицированная команда инженеров, которые выполнят ремонт важных компонентов.

Мы стремимся свести к минимуму ваши затраты, время простоя и повысить производительность компонентов.

Роторная сварка

Orbital Energy Services предлагает самые передовые методы сварки практически для любого применения. Благодаря постоянному совершенствованию процессов мы разработали процессы машинной сварки в соответствии с разделом IX ASME. Мы обладаем глубокими знаниями и опытом в ручной, машинной и удаленной машинной сварке.

Индивидуальные сварочные процессы Orbital применимы к стыковым, плакирующим, угловым, наплавочным, герметизирующим и отпускным сварным швам. Суть в том, что мы можем сварить практически все, в том числе и чугун.

Наша цель:

• Ремонт вашего существующего ротора. Чрезвычайное сокращение времени выполнения заказа и значительная экономия затрат по сравнению с покупкой новой поковки ротора.
• Ремонтируйте только то, что необходимо отремонтировать — гибкие варианты ремонта, которые могут точно определить частичный разрез, компонент и точечную сварку
• Качественный ремонт сварных швов, который мы обеспечиваем, позволит компоненту работать так же хорошо или даже лучше, чем раньше. Один из недавних клиентов, проводивших ремонт сварных швов ротора, заявил: «Это лучшая моя турбина, которая работала за последние годы».

Восстановление сварных швов турбины и генератора – до и после

Восстановление турбины и генератора

Каждая ситуация с ремонтом ротора турбины и генератора уникальна. Свяжитесь с нами, когда будете готовы обсудить потенциальный ремонт, и мы разработаем индивидуальное решение и взвесим риски и выгоды вместе с вами. После того, как мы проанализируем вашу ситуацию, мы предоставим вам рекомендуемый путь вперед. Мы гордимся тем, что делаем ремонт качественно, в срок и по разумной цене.

Щелкните здесь, чтобы загрузить брошюру по восстановлению сварных швов роторов турбин и генераторов

Готовы поговорить с представителем OES о наших услугах по восстановлению сварных швов роторов турбин и генераторов? Посетите нашу контактную страницу , чтобы отправить нам сообщение, или позвоните по номеру (800) 226-7557, чтобы начать разговор.

Запросить предложение

Готовы удовлетворить ваши потребности

Компания Orbital Energy Services является предпочтительным поставщиком энергетических услуг для точной механической обработки и сварки на месте или в цеху. Наш бизнес вращается вокруг потребностей наших клиентов, и мы доступны в любое время и в любом месте, где требуется наш опыт для обеспечения доступности и производительности. Наша репутация является нашей торговой маркой, и именно поэтому так много клиентов доверяют нашим услугам.

Свяжитесь с нами сегодня

ORBITAL ENERGY SERVICES
2250 Atlanta Highway, Gainesville,
Georgia, 30504 USA

Телефон: 800-226-7557
(международный 1-770-297-1888)

Характеристика структурных деталей остаточного аустенита в металле шва сварного ротора из 9Cr1MoNbV

Характеристика структурных деталей остаточного аустенита в металле шва сварного ротора из 9Х1МНбВ

• Лю, Ся

;

• Цзи, Хуэй-цзюнь

;

• Лю, Пэн

;

• Ван, Пэн

;

• Лу, Фэн-гуй

;

• Гао, Юйлай

Аннотация

Наличие остаточного аустенита в металле сварного шва играет важную роль в определении свойств и точности размеров сварных роторов. Эффективный коррозионный агент и процесс металлографического травления были разработаны для четкого выявления характеристик остаточного аустенита в металле сварного шва ротора из 9Cr1MoNbV. Кроме того, детали распределения, формы, длины, отношения длины к ширине и содержания остаточного аустенита были систематически охарактеризованы с использованием программного обеспечения для анализа изображений Image-Pro Plus. Результаты показали, что доля площади остаточного аустенита в наблюдаемом сварном шве составляла примерно 6,3%; средняя площадь, длина и отношение длины к ширине дисперсного остаточного аустенита количественно оценены как (5,5 ± 0,1) мкм ² , (5,0 ± 0,1) мкм и (2,2 ± 0,1) мкм соответственно. Недавно разработанный коррозионный агент и метод травления предлагают подходящий подход к детальной характеристике остаточного аустенита в металле сварного шва сварных роторов.

Публикация:

Международный журнал минералов, металлургии и материалов

Дата публикации:

июнь 2014 г.