俄羅斯TBM-165-2汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸頸裂紋處理技術(shù)研究作者：匿名2008/1/11 14:0:05

文摘：以洛陽袁爽熱電有限公司#1機組為例，闡述了發(fā)電機轉(zhuǎn)子開裂后軸徑的計算及修復方法，對其他類型大型汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸徑的處理具有借鑒意義。關(guān)鍵詞：發(fā)電機軸徑轉(zhuǎn)動裂紋1簡介洛陽袁爽熱電有限公司#1發(fā)電機由新西伯利亞電力有限公司制造，型號TBM-165-2，有功功率165MW。定子繞組采用紙絕緣，由粘度低、導熱率高、絕緣性能好的干式變壓器油直接冷卻，轉(zhuǎn)子繞組采用蒸餾水直接冷卻，定子鐵芯也采用干式變壓器油直接冷卻，簡稱油水油冷卻。定子和轉(zhuǎn)子是兩個先立的系統(tǒng)，完全分離，互不干擾。轉(zhuǎn)子重量36t，長度9.611m，工件較大直徑1075mm。2問題2003年3月29日小修時，發(fā)現(xiàn)#1發(fā)電機轉(zhuǎn)子# 6軸承軸頸有裂紋，裂紋位于軸頸表面，圓周方向弧長300毫米，距勵磁側(cè)軸瓦肩75-85毫米。有30多個細小的軸向裂紋，這些裂紋的長度從4毫米到12毫米不等.發(fā)現(xiàn)問題后，安排金相部門對裂紋位置進行探傷確認，檢查軸表面硬度。發(fā)現(xiàn)軸頸裂紋處的硬度在HB440-460之間。軸頸無裂紋表面硬度在HB200-280之間，肩部硬度在HB 300-320之間。6 #瓦軸頸直徑375mm，測得軸頸壁厚92.9-93.6 mm，認為這些小裂紋應為表面裂紋，裂紋表面應沿圓周方向打磨。當磨削深度為1mm時，金相檢驗表明裂紋沿軸向排列，裂紋在該深度呈網(wǎng)狀裂紋。磨削至2mm深度時，網(wǎng)狀裂紋消失，原來的小短裂紋也消失，剩余裂紋仍沿軸向排列，裂紋長度為10-14mm，金相檢驗仍明顯。磨削至3毫米深度時，裂紋依然存在，金相檢驗明顯，裂紋長度無縮短跡象，較長裂紋延長至16毫米。拋光至2-3 mm深度時，硬度感明顯低于表面硬化層。河南試驗廠金屬室的專家連續(xù)測量了裂紋軸頸沿軸向50毫米范圍內(nèi)的表面硬度。結(jié)果表明，裂紋處的表面硬度在15毫米左右達到HB430-450，而相鄰側(cè)只有HB220-250。對出現(xiàn)裂紋的軸徑沿圓周方向進行了酸腐蝕檢查，沒有明顯的癥狀證實這些裂紋是由焊接轉(zhuǎn)子缺陷引起的。較后，分析表明，這些裂縫的深度應在6mm左右，用滲透法檢測滲透不明顯。經(jīng)Xi熱力工程研究所專家現(xiàn)場檢查，認為裂縫明顯，應進行處理，但內(nèi)尚無準確檢測裂縫深度的檢測方法。鑒于目前沒有焊接或車削門檻，小修結(jié)束(4月9日24: 00)在即，可先采用刷鍍法覆蓋，恢復機組運行，加強監(jiān)控。委托Xi熱力工程研究所對轉(zhuǎn)子進行裂紋評估和分析，以確定其安全極限和發(fā)展速度，并在安全期限內(nèi)運行。現(xiàn)在馬上研究確定轉(zhuǎn)子處理方法，做好轉(zhuǎn)子處理的準備工作。6月16日，成立了# 1機組# 6軸承軸頸裂紋處理研究小組，決定對# 6軸承軸頸進行車削加工。要求分別根據(jù)車削10毫米和16毫米(直徑)來證明軸瓦的強度和準備軸瓦的配置。3分別根據(jù)10毫米和16毫米(直徑)的軸頸轉(zhuǎn)動證明強度。電熱工研究院論證結(jié)果如下：轉(zhuǎn)子勵磁端軸頸強度為375.0mm，剛度為350.0mm。它 #p#分頁標題#e#

根據(jù)估計的裂紋深度，認為車削所有裂紋后的軸頸尺寸對轉(zhuǎn)子的固有振動頻率和油膜穩(wěn)定性影響不大。4軸瓦的配置4.1鎢金加厚后能否使用原軸瓦，從以下兩方面考慮：1)發(fā)電機轉(zhuǎn)子與定子的間隙是否能滿足要求。發(fā)電機轉(zhuǎn)子與定子的間隙至少15mm，較大20mm(大修時記錄)，原軸瓦厚度約3-5 mm，如果車削10mm，15-5-5=5 mm，理論上可以滿足要求；如果車削16mm，15-5-8=2 mm，理論上不能滿足要求。2)軸瓦用鎢金加厚后，鎢金強度是否能滿足要求，咨詢廠家和加工廠。這種規(guī)格的鎢金制造厚度為3-5毫米(設計為0.5-6毫米)。如果鎢金再加厚，對鎢金強度影響很大。也就是說，如果鎢金過厚，會影響支撐轉(zhuǎn)子的剛度，長期運行對機組的安全性影響很大。認為不能在原軸瓦的鎢金上使用。4.2配置新軸瓦的計算1)長徑比驗算：當0.7-1.1(瓦長300mm)375、長徑比0.80365、長徑比0.8219359、長徑比0.8356能滿足車削10mm和16mm(直徑)的要求時。2)軸承比壓校核計算：錫基軸承合金zchnsb11-6允許值為25N/mm2375，比壓為1.6N/mm2365，比壓為1.6438N/mm2359，比壓為1.6713N/mm2時，可滿足車削10mm和16mm(直徑)的要求。3)較小油膜厚度：與軸徑和軸瓦表面粗糙度有關(guān)，軸頸和軸瓦的表面粗糙度為Rz1=6.3um(廠家一般為3.2，由于再加工精度降低)r。

z2=6.3um。Rz1 Rz2=6.3 6.3=12.6um=0.0126mm較小油膜厚度Hmin=△/2*(1-X)=0.56/2*(1-0.53)=0.13mm安全系數(shù)S=0.13/0.0126=10.3遠大于2，可以實現(xiàn)液體摩擦。4)軸承尺寸的確定由于軸徑需要車削10－16mm,根據(jù)汽輪機制造行業(yè)規(guī)范要求：鎢金厚度較小不能低于3mm，較大不能超過6mm。a.軸瓦胎的所有外形尺寸都保持不變。b.軸瓦胎的內(nèi)徑為φ371c.軸瓦胎內(nèi)燕尾槽個數(shù)和深度尺寸保持不變。d.軸瓦鎢金內(nèi)徑的范圍為：φ365mm－φ359mm（φ371-2×3=φ365φ371-2×6＝φ359）由此確定，新配置的備品瓦的外形尺寸為：球面直徑為φ700 0.05~ 0.10mm。軸瓦鎢金內(nèi)徑為φ357mm。（留2mm加工余量）其他尺寸按圖紙保持不變。5 轉(zhuǎn)子的車削1）#1機發(fā)電機轉(zhuǎn)子重36t，長9.611m，工件較大直徑為1075mm。故加工轉(zhuǎn)子需用特殊車床。由于轉(zhuǎn)子重量大且較長，加工轉(zhuǎn)子時只有對發(fā)電機轉(zhuǎn)子靠背輪處夾固，在發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵側(cè)找一基準軸頸，用專用托架將轉(zhuǎn)子托起。發(fā)電機勵側(cè)端部的冷卻水中心孔只能用于輔助找正和限制轉(zhuǎn)子軸向位移作用，而不能作為轉(zhuǎn)子承重支撐點。2）為保證軸頸車削后質(zhì)量，對軸頸車削的精度要求如下：橢圓度：0.02mm錐度：0.03mm同心度：0.02mm表面粗糙度：0.8（▽9）3）轉(zhuǎn)子加工后動平衡試驗轉(zhuǎn)子軸頸加工后，應做動平衡，否則將會影響到整個軸系的平衡，引起機組振動。動平衡試驗數(shù)據(jù)見表1表1#1機轉(zhuǎn)子動平衡試驗數(shù)據(jù)動平衡后，兩軸承的振動符合GB/T7064-1996標準，超速3300rpm2min正常。平衡配重數(shù)據(jù)見表2。表2#1機轉(zhuǎn)子配重數(shù)據(jù)6 結(jié)論#1發(fā)電機轉(zhuǎn)子＃6瓦軸徑由φ375mm車削到φ362.47mm，在廠家動平衡試驗合格后，運回現(xiàn)場安裝后，一次沖轉(zhuǎn)成功，負荷140MW，水平振動12μm，垂直振動21μm。從10月30日運行至今良好，實踐證明，這次#1發(fā)電機轉(zhuǎn)子＃6瓦軸徑處理是成功的。參考文獻：[1]馬桂琴，馮水寧.汽輪機構(gòu)造.北京：中電力企業(yè)聯(lián)合會教育培訓部，1986[2]上海機械專科學校.機械設計基礎(chǔ).上海：上海科學技術(shù)文獻出版社，1984[3]劉煥長，武毅強.高壓汽輪機檢修.吉林：水利電力出版社，1979 來源：中電力網(wǎng)#p#分頁標題#e#