问答题1. 更换叶片时,为消除应力集中,对新叶片应如何处理?
将叶根铆钉头、拉筋孔等部位的尖角用细锉刀锉成圆角,并保证符合图纸粗糙度规定,以消除应力集中。
2. 简述拆叉形根叶片的方法。
一般是设法先拆下一个叶片,拆法是铲掉铆头,用小于铆钉直径的钻头,在铆钉中心钻一未透深孔,再用小千斤顶将铆钉顶出,之后切断拉筋,在该叶片上焊吊环,将相邻叶片出汽边下端妨碍叶片拔出的部分铲掉,用天车倒链将叶片拔出,其余叶片再拔出也就容易了。也可以将叶轮拆下来,用摇臂钻床在叶根铆钉处钻一个未透孔,用冲子冲出来或用千斤顶出铆钉,待铆钉拆出后(留5片不拆,做定位用),将拉筋切断,在叶片上焊上吊环,并将相邻叶片出汽边下端铲掉一部分,以不影响叶片拔出,先拔出一片后,其余叶片即易拔出。
3. 叶片轴向安装有偏差时,先如何检查?
先检查是否因为叶根两侧肩部没有同时与轮槽接触所致,可用钢棒沿轴向敲打进行校正。如叶根有憋劲处,应拆下叶片检查测量叶根凸肩高度两侧是否一致,不一致时进行修刮。
4. 装复环时,如何保证复环与叶肩严密性贴合?
先以所有叶片肩部连线为圆弧的特制弧形样板检查叶片肩部,如有超标间隙,应进行修锉,并注意铆钉头根部应留有圆角。
5. 叶片拉筋焊接后,怎样检查焊接质量?
将焊接处清理干净后,可先检查焊接处外观。再用小铜锤逐个地敲击叶片,根据拉筋的颤动和声音来做检查判断。
6. 汽轮机转子发生断裂的原因有哪些?
损坏原因主要是超速、发生油膜振荡、材料和加工问题,其次是残余应力、白点、偏析和夹杂物、气孔等,材质不均匀性和脆性,加工和装配质量差。
7. 主轴因局部摩擦过热而发生弯曲时,轴会向哪个方向弯曲?原因是什么?
摩擦处将位于轴的凹面侧。因为发生单侧摩擦时,过热部分膨胀产生的压力一旦超过该温度下金属的屈服极限时,则产生永久变形。冷却后,受压力部分材料将缩短,故成为弯曲的凹面。
8. 采用内应力松弛法直轴时。为何要进行直轴前后的回火处理?
直轴前的回火处理,是为消除大轴弯曲引起的内应力和摩擦过热造成的表面硬化现象。直轴后的稳定回火处理,是为消除直轴加压过程中产生的内应力,防止使用中再变形。
9. 在大修时。应重点检查哪些级的动叶片?
(1)对同型机组或同型叶片已经出现过缺陷的级的动叶片。
(2)本机组已发生过断裂叶片的级。
(3)调速级和末几级叶片以及湿蒸汽区工作叶片的水蚀部分。
10. 发现动叶片有裂纹后应怎么办?
(1)要保存叶片断口,作原状摄影和记录。
(2)根据断口情况分析判断叶片断裂原因。
(3)全面检查叶片振动特性。
(4)检查叶片材质化学成分、金相组织、物理性能。
(5)检查叶片表面有无机械损伤,腐蚀、汽蚀或加工不良所造成的应力集中。
(6)处理断叶片时,原则上是不拆除全部叶片,只作保证安全运行一个大修周期的处理。若需全级拆除而又不能立即更换全部叶片时,则必须装假叶根以保护叶根槽。处理断叶片时必须注意转子的平衡问题。
11. 为何动叶片入汽侧叶顶背弧水蚀严重?
在汽轮机的末几级中蒸汽湿度逐渐加大,水分在隔板静叶出汽边处形成水滴,水滴的运动速度低于蒸汽速度,因此进入动叶时发生与动叶背弧面的撞击,对动叶背弧面形成水蚀。叶片越长,叶顶圆周速度越大,水滴撞击动叶背弧的速度也越高,由于离心力的作用,水滴向叶顶集中,故叶顶背弧处水蚀严重。
12. 因装配工艺不当造成动叶片运行中断裂,有哪些不良工艺?
(1)叶片根部配合不良。
(2)叶根与叶根槽配合松动,铆钉未铆紧,影响叶片自振频率降低。
(3)复环与叶片铆钉配合过紧,铆头过紧。
(4)拉筋焊接时使拉筋孔周围脆硬等。
13. 在叶片装好后才穿拉筋的方法适用于何种叶片?为什么要这样?
适用于一些刚度较小的叶片,且拉筋柔性又好。这样做是为了未穿拉筋前,先进行单个叶片频率分散率的测试。
14. 什么情况下应测量整级叶片和叶轮的固有振动频率的全部频谱?
通过测定叶片振动特性,可以鉴定整级叶片换装工艺质量,对于换装整级叶片,若改变叶型、叶片的连接方式或复环及拉筋的尺寸时,应测定叶片和叶轮的固有振动频率的全部频谱。
15. 简述叶片的频率分散度。
在一级叶片中,各级或单个叶片在同一振型下的自振频率彼此相差越大,则避开共振所占的转速范围越大。所谓叶片的频率分散度,就是级内叶片(组)中最大静频率与最小静频率之差与两者平均值之比的百分数。其数学表达式为
Δf=2(fmax-fmin)/(fmax+fmin)×100%
式中fmax、fmin——叶片静频率的最大值及最小值;
Δf——叶片的频率分散度。
16. 简述内应力松弛直轴法的工艺。
在轴的最大弯曲部分的整个圆周面上加热到低于回火温度30~50℃,紧接着在高温下向轴凸弯部分加压,使其产生一定的弹性变形。在高温的作用下,大轴的应力逐渐降低,同时弹性变形为塑性变形,从而使轴调直。应力松弛法直轴,直轴后需进行稳定回火650℃,恒温8h,直轴加压与稳定回火两道工序紧密衔接。
17. 试述应力松弛法中稳定回火处理的工艺过程。
在直轴台架上,将转子最大弯曲点朝上,以40~50℃/h的加热升温速度预热到650℃,恒温8h,再以20~30℃/h的降温速度降至250℃,自然冷却,恒温及降温过程中,要间断盘动转子180℃,100℃以下停止盘车。
18. 在更换叉型根叶叶片时,叶轮铆钉孔因换叶片受损伤时应怎样处理?
每换一次叶片,叶轮上的铆钉孔一般因损伤使孔径比最初孔径超过1mm时,应核算叶片强度并慎重考虑该叶轮是否还能继续使用。
19. 焊拉筋时应注意什么?
焊拉筋时,对于不锈钢叶片,加热温度不得高于’740℃,对于镍钢叶片,加热温度不得高于720℃,应缓慢加热叶片和拉筋,到焊料熔点温度再将银焊条加热并蘸焊药施焊,不得用火焰直接熔化焊条,防止焊条氧化。
20. 怎样判断叶片与拉筋的连接处是否过热?
在焊接过程中,若连接处呈淡红色并起鳞,即为过热象征。如出现淡黄色斑点,是局部严重过热。不锈钢叶片过热,在空气中冷却就会淬火,拉筋孔周围容易产生微裂纹,可导致叶片断裂。因此遇有过热现象时,需进行回火处理。
21. 简述叶片电火花强化工艺要点。
电火花强化工艺是通过电火花强化设备脉冲放电,产生高温,来对叶片入口侧背弧表面进行强化处理,用硬质合金作强化电极材料,通过用万分之一秒以内的瞬时电火花脉冲放电,使叶片表面极薄的表面重溶,而硬质合金电极材料向叶片表面淬硬。经过连续两次强化,使叶片表面形成完整的覆盖层,达到使叶片耐水蚀的目的。
22. 对于电火花强化后材料抗疲劳性能下降的问题应如何解决?
一般电火花强化后材料的抗疲劳性能下降约50%,因此需对叶片进行喷丸处理,能恢复抗疲劳性能,达到强化前的数值。
23. 在工作转速内。为什么轴系会有几个临界转速?
组成轴系的各个转子的尺寸和质量分布不同,因而其一阶临界转速各不相同,设计时都要经过严格的计算,各个转子的临界转速(包括发电机的转子的一阶、二阶临界转速)都将在整个轴系的转速变化中表现出来,故此轴系会表现出几个临界转速。
24. 汽轮机转子在正常运行时,受哪些作用力?
(1)高速旋转引起的离心力。
(2)传递力矩时作用在轴上的扭应力。
(3)转子本身质量产生的交变弯曲应力。
(4)转子旋转时的振动也产生交变应力。
25. 简述各种直轴法适用于轴的种类。
捻打法和机械加压法只适用于直径不大弯曲较小的轴,局部加热法和局部加热加压直轴,均会残存残余应力,容易引起裂纹。只有应力松弛法直轴,工作安全可靠,对轴的寿命影响小,无残余应力,稳定性好,特别适用于合金钢制造的高压整锻转子大轴。