Всё об электрических двигателях, генераторах, трансформаторах и прочих электрических машинах

RSS

На сайте можно найти информацию об принципе работы, устройстве, конструкции электрических двигателей, генераторов и трансформаторов. Также есть материалы по электронике и печатным платам.

Главная > Технология производства паровых турбин > Условия работы лопаток паровых турбин и требования к материалам

Условия работы лопаток паровых турбин и требования к материалам

В конструкциях лопаток применяются коррозионностойкие и жаропрочные стали по ГОСТ 18968—73, а также металлические сплавы на никелевой основе. Свойства некоторых из сталей, обладающих вышеназванными качествами в состоянии заготовок, приведены в табл. 6.1.

Стали марок 08X13, 12X13 служат материалом для лопаток паровых турбин, работающих при температуре ниже 400°C. Сталь марки 20X13 применяется для лопаток, работающих при температуре, достигающей 440°C. При более высоких температурах до 540°C для изготовления лопаток назначают сталь марки 15Х11МФ. При температурах до 580°C применяется сталь марки 15Х12ВНМФ. Указанные стали относятся к мартенситно-ферритному и мартенситному классам.

Если лопатки предназначены для работы в условиях более высоких температур, достигающих 600—650°C и даже 700°C, то они изготавливаются из сталей аустенитного класса с высоким содержанием никеля и марганца. К таким сталям принадлежат марки 09Х14Н19В2БР1 и ХН35ВТ, пригодные для работы с температурой среды до 650°C, марка ХН35ВТК, допускающая работу при температуре до 700°C.

Металлические сплавы на никелевой основе, например марок ХН70ВМЮТ, ХН80ТБЮ, используются для изготовления лопаток газовых турбин, работающих при температуре 800°C.

Высокие прочностные свойства, коррозионная стойкость титановых сплавов в сочетании с малой плотностью предопределяют перспективность их применения в качестве материала для лопаток. При этом следует учитывать, что увеличение длины рабочих лопаток до 1000 и более мм при сохранении частоты вращения ротора 3000 об/мин диктует необходимость применения титановых сплавов для последних ступеней паровых турбин.

Турбостроителями накоплен некоторый опыт по применению титановых сплавов для лопаток турбин. В турбинах отечественного производства в течение десятков тысяч часов вполне удовлетворительно работают отдельные пакеты и целые ступени с длиной рабочей части до 960 мм. На основании накопленного опыта для лопаток последних ступеней паровой турбины К-1200-240 применен титановый сплав марки ТС5.

В соответствии с техническими условиями этот сплав имеет следующий химсостав в % по массе: Al — 4, 8—6,2; Sn — 2,5—3,5; Zr — 1,5—2,5; V — 1,5—2,5; C — 0,15; Si — 0,15; N — 0,05; H — 0,01; Fe — 0,30; O — 0,15; Ti — остальное. Техническими условиями определены и механические свойства штампованных термически обработанных заготовок: σВ — 951,6 МПа (97 кгс/мм2); ψ — 41,8%; δ — 12,1%; aН — 56,9 Н·м/см2 (5,7 кгс-м/см2); HB — 2943 МПа (300 кгс/мм2).

Лопатки представляют собой детали со сложными поверхностями, которые формируются чаще всего с припусками или даже в окончательные размеры еще на стадии получения заготовок. Поэтому от материала лопаток требуется пластичность, необходимая для получения кованых в штампах и катаных заготовок. Для лопаток с шипами пластичность материала должна обеспечить качественное расклепывание шипов, при помощи которых лопатки соединяются с бандажной лентой. Заготовки лопаток получают и методом точного литья. Применяемые для^них материалы должны обладать литейными свойствами.

Механическая обработка осуществляется различными процессами резания: точением, фрезерованием, протягиванием, сверлением, зенкерованием и развертыванием, шлифованием и полированием. При этом материалы лопаток должны иметь возможно лучшую обрабатываемость при резании перечисленными и другими способами.

Метки: , , , ,


© 2012 - Устройство и принцип действия электрических машин