Что такое обнизка на детали
Конструктивные и технологические элементы деталей на чертеже
При чтении и выполнении рабочих чертежей деталей людям часто приходится сталкиваться с необходимостью распознавания различных конструктивных элементов. Следует учесть, что в этой статье рассмотрены далеко не все конструктивные элементы, а только типовые, то есть многократно встречающиеся на деталях.
Деталью машиностроения согласно ГОСТ 2.101- 68 называется изделие изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. По своей конфигурации детали могут быть от самых простых, для понимания формы которых достаточно лишь одной текстовой записи в спецификации, до самых сложных, форма которых требует показа нескольких видов, разрезов, сечений или выносных элементов. Форма детали обусловлена прежде всего той функцией, которую деталь выполняет.
Следует различать понятия: элемент конструкции детали и конструктивный элемент детали. Например, на рисунке приведена деталь под названием звездочка. Она состоит из таких элементов конструкции детали, как: зубья звездочки, ступица с отверстием 35Н7 и M8-6H и конструктивного элемента в отверстии под названием шпоночный паз 10.
Под конструктивным элементом детали понимают местные изменения ее формы или поверхности для придания ей дополнительных свойств при изготовлении, сборке или эксплуатации. Размеры конструктивных элементов относительно формы и поверхности детали не велики и в целом не меняют их. Так цилиндрическая часть детали после нанесения на нее рифления все равно остается цилиндрической.
Технологические элементы обеспечивают удобство изготовления детали (опоры детали при обработке) и её сборки с другими деталями (фаски, проточки) или связаны с особенностями изготовления детали (литейные скругления и уклоны для литых деталей) и её элементов (сбеги и недорезы резьб, центровые отверстия и канавки для выхода шлифовального круга и т. д.).
Виды отверстий по форме:
по проходимости сквозь тело детали
Сбег — это участок, на котором происходит уменьшение профиля резьбы.
Лыска – это плоский срез с поверхности детали цилиндрической, конической или сферической формы, расположенный параллельно оси. Односторонние лыски применяют для предохранения режущего инструмента от поломки при соприкосновении с криволинейной поверхностью детали, а также для ее плотного соединения с плоскостью другой детали
Буртик. На валах и осях часто применяют упорные буртики (уступы), в торцы которых упираются детали, насаживаемые на вал или для ограничения осевого перемещения самого вала.
Заплечик переходная поверхность от меньшего диаметра вала к большему, служащая для упора колец шарико- и роликоподшипников.
Углубление малой протяжённости на торцевой поверхности заплечика вала, выполненное вдоль оси вала, называют поднутрением.
Фаской (указывается длинна с 4 и угол 45°) называется срезанная под углом кромка детали. Срез материала осуществляется плоскостью или конической поверхностью. Размеры катета фасок «с» выбираются по ГОСТ 10948-64 из следующего ряда: 0,1; (0,12); 0.16;(0.20); 0.25; (0.30); 0,40; (0,50); 0,60; (0,80); 1,0; 1,2; 1,6; (2,0); 2,5; (3,0); 4,0; (5,0); 6,0; (8,0); 10; 12; 16 и т.д. до 250 мм. Размеры без скобок предпочтительнее.Фаски облегчают соединение деталей центрируя их во время сборки.
Допускается надпись в технических требованиях чертежа: Острые кромки притупить фаской или радиусом 0,16 max мм.
Скругление – это плавный переход от одной поверхности детали к другой по указанному радиусу. При этом образуется переходная поверхность являющаяся частью цилиндра или тора касательного к сопрягаемым поверхностям. Поэтому центр радиуса скругления в конструктивных элементах, как правило, не указывают. Скругления предназначены для удаления острых кромок, облегчения сборки, придания эстетического вида.
Рифление (обработка поверхности для придания ей шероховатости нанесение узких острых бороздок рифлей) предотвращает проскальзывание пальцев руки при завинчивании детали. На чертеже указывают, согласно ГОСТ 21474—75, тип рифления (прямое или сетчатое) и его шаг, выбираемый из ряда: 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0 (последний только для сетчатого). Угол рифления, отличный от 45°, указывается на изображении.
При обработке или контроле деталей типа тел вращения в центровые отверстия детали входят центры станка или приспособления, на которых установлена деталь. Если в изготовленной детали требуется наличие центровых отверстий, то их отмечают условным знаком ᐸ, с указанием на полке обозначения по ГОСТ 14034—74. Если центровые отверстия в готовом изделии недопустимы, то наносят знак ⵏᐸ. Пример условного обозначения центрового отверстия формы А диаметром d = 2 мм:
Отв. центр. А2 ГОСТ 14034– 74.
Ребро жёсткости – это элемент детали, который нужен для повышения механических характеристик, позволяют уменьшить сечения отдельных элементов детали, снизить напряжения в местах сопряжения стенок различного сечения, повысить устойчивость и прочность конструкций. Толщина ребер жесткости у их основания должна быть равной толщине основной стенки детали.
Клин — элемент в виде призмы, рабочие поверхности которого сходятся под острым углом. Наиболее распространены клиновые зажимные механизмы. Они позволяют закреплять деталь непосредственно или через прижимные планки и рычаги. Для обеспечения самоторможения угол клина не должен превышать 6 градусов.
Эксцентриковые зажимы являются разновидностью клина (криволинейные клинья) и выполняются в виде секторов, дисков, цилиндров, рабочая поверхность которых может быть очерчена по окружности, по логарифмической или архимедовой спирали. Эксцентриком принято называть только сам диск (вал) со смещённой осью вращения, а созданные на его основе механизмы и приспособления, как правило, носят самостоятельные названия. Наибольшее распространение получили круглые эксцентриковые зажимы
Канавка – это протяженное углубление на поверхности детали различной траектории и, как правило, простого поперечного сечения. Канавки предназначены для разделения поверхностей с разной характеристикой обработки, для выхода режущего инструмента при изготовлении детали или для обеспечения определенных условий при сборке и эксплуатации. Канавки используют для подвода, распределения и удержания смазки. Некоторые канавки предназначены для фиксации уплотнений различной формы. Траектория канавки может быть самой разной: по прямой, по кольцу, по винтовой линии и др.
Например в машиностроении используются канавочные (щелевые) уплотнения.
Щели концентрических проточек заполняют пластичной смазкой. Образуемый затвор препятствует вытеканию масла и ограничивает проникновение посторонних веществ извне.
Применять щелевые уплотнения рекомендуется для узлов, работающих в сравнительно чистой окружающей среде. Щелевые уплотнения не обеспечивают полной герметизации, их целесообразно применять в комбинации с уплотнениями другого типа.
Для лучшего удержания смазки канавки делают в крышке корпуса и на валу. Канавочные уплотнения применяют для подшипниковых узлов, работающих при скоростях до 5 м/сек и консистентной смазке. Температура разжижения смазки, заполняющей щели, должна быть выше рабочей температуры узла, чтобы не было вытекания масла из щели.
Канавки очень полезны в комбинации с, уплотнениями другого типа.
Кольцевая канавка выполненная на внешней цилиндрической или конической поверхности называется проточкой. На основных изображениях проточки, как правило, дают с упрощениями, а их действительные формы и размеры раскрывают выносными элементами.
Пазом называется канавка с прямолинейной траекторией. Пример условного обозначения Т-образного направляющего паза шириной а= 18 мм и полем допуска Н8: Паз Т-образный 18Н8 ГОСТ 1574—91. Формы поперечного сечения пазов могут быть довольно сложными. Пазы служат для подвижного соединения деталей друг с другом. Прорезью называется узкая канавка прорезающая насквозь стенку детали.
Шпоночное соединение (шпоночный паз 10 JS9) предназначено для закрепления и передачи крутящего момента от вала на колесо или же наоборот. Шпонка позволяет это осуществить, сохраняя при этом возможность разъемного соединения деталей. Обычно в соединение ставят по одной шпонке. При передаче большого крутящего момента могут быть поставлены две или три шпонки через 180 – 120°. Шпонки всех основных видов стандартизированы. Размеры шпонок выбираются в зависимости от диаметра вала по таблицам стандарта. Чертежи на шпонки не выполняют, а все необходимые данные указывают в спецификации в разделе «Стандартные изделия».
Шлицевые соединения (шлицевой паз) предназначаются, как правило, для передачи крутящего момента, например от вала на звездочку или наоборот. При этом возможно еще дополнительное перемещение звездочки вдоль оси. В зависимости от формы профиля различают соединения с прямобочными, эвольвентными и треугольными шлицами.Условное обозначение шлицевого соединения на учебном чертеже (рис. 8.10) должно быть следующим:
где n – элемент центрирования* ;
d – внутренний диаметр;
D – внешний диаметр; b – ширина зуба вала.
В конце обозначения указывается номер стандарта (например, d –
8×36×42×7 ГОСТ 1139–80).
Риска (штрих) линия в виде продольного узкого углубления с закругленным или плоским дном, наносимая на изделие при разметке его под обработку сверлением, строжкой, фрезеровкой или чертилкой слесарной для точной разметки, измерительные шкалы приборов и т.д. Номенклатура подобных деталей достаточно велика, поэтому конструкцию и оформление чертежа рассмотрим только на наиболее характерных их представителях.
Шлицем называется прорезь на головке винта, в которую вставляется конец отвертки при ввертывании и вывертывании винта. Шлицы выполняют также на шлицевых гайках, вращение которых производят соответствующими ключами.
Если у вас есть, что добавить по теме, не стесняйтесь. Как и всегда, если есть какие-то вопросы, мысли, дополнения и всё такое прочее, то добро пожаловать в комментарии к этой записи.
Если у вас есть необходимость в создании высококачественного чертежа ISO, DIN, ANSI, ЕСКД или трехмерной модели в Автокад, Компас 3D? Можно связаться и поддерживать со мной связь с помощью электронной почты указана в профиле или заполните форму и я свяжусь с вами. Мы детально обсудим ваш проект. Я разрабатываю индивидуальные решения в точном соответствии с вашими потребностями. Также дополнительно осуществляю подбор производителей, фабрик, поставщиков комплектующих в любой точке мира.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Появление трещин на литых корпусах цилиндров паровых турбин не исключает возможность дальнейшей эксплуатации турбины, но требует установления периодического контроля за развитием трещин и состоянием металла цилиндра.
1.2. Эксплуатация турбин с неустраненными трещинами литых корпусов цилиндров допускается до выхода трещин в критические точки, приводящие к нарушению плотности корпуса.
1.3. Критическими точками для корпусов цилиндров являются зоны шпилечных отверстий, контуры обнизки разъема фланцевого соединения и наружной поверхности корпуса.
В качестве примера критические точки ЦНД и ЦСД турбины К-200-130 указаны на рисунке 1.
1.4. Организация и проведение индивидуального контроля развития трещин литых корпусов цилиндров допускается только после заключения, выданного АООТ ВТИ или заводом-изготовителем.
2. ФИКСАЦИЯ РАЗМЕРОВ ТРЕЩИН
2.1. Поверхность зоны растрескивания зачищают от рыхлых отложений. Протяженность дефектов устанавливают визуальным контролем при увеличении в 5-7 раз и уточняют с помощью неразрушающих методов (МПД, УЗК, цветная дефектоскопия, токовихревой метод и т.д.).
2.3. Глубину трещины ( h m ) оценивают путем 3-5 сверлений диаметром 12- 15 мм в средней части зоны растрескивания. Допускается, при ориентировочном определении глубины дефектной зоны по ее протяженности ( l m ), использовать консервативное значение экспериментально найденного соотношения h m / l m = 0,2. Глубину трещины уточняют с помощью неразрушающих физических методов.
2.4. Поврежденность стенки детали ( w ) и эффективная толщина стенки ( h эф ) в миллиметрах, оставшаяся неповрежденной часть сечения, определяются по формулам
Протокол должен быть подписан начальником подразделения, осуществляющим наблюдение за состоянием металла энергооборудования ТЭС, и утвержден главным инженером ТЭС.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧНОСТИ КОНТРОЛЯ
3.1. Допустимая наработка до следующего контроля зоны распространения трещины определяется по таблице 1 в зависимости от степени поврежденности w стенки детали.
Степень поврежденности стенки детали, w
Максимальная допустимая наработка, тыс. ч
кернение или засверловка концов после выборки на глубину 10 мм в доступных местах
то же, отбор сколов и вырезок
выборка трещины в доступных местах и заварка по рекомендуемой технологии, отбор сколов и вырезок
3.2. В случае, если свойства металла не удовлетворяют требованиям п.4.2, периодичность контроля металла с поврежденностью до 0,5 не должна превышать 25 тыс. ч, а режим работы должен быть базовым.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КОРПУСА ПО КАЧЕСТВУ МЕТАЛЛА И ХАРАКТЕРУ ТРЕЩИН
4.2. Критериями оценки качества металла литого корпуса являются
4.2.1. Условный предел текучести при комнатной температуре:
для стали 15Х1М1ФЛ не менее 260 МПа;
4.2.3. Критическое раскрытие надреза при рабочей температуре и ударном нагружении ( приложение Б ).
4.3 Причину появления трещин устанавливают по их характеру, исследуемому на поперечных шлифах, изготовленных из сколов-лодочек треугольного сечения, продольная ось которых ориентирована вдоль трещины. При исследовании характера трещин следует обращать внимание на различие дефектов литейного и эксплуатационного происхождения. Литейные дефекты, как правило, имеют округлые края, заполненные окислами (рисунок 2 а). Эксплуатационные дефекты могут возникать по следующим причинам: термоусталости (рисунок 2 б), ползучести (рисунок 2 в), хрупкому сколу (рисунок 2 г ).
а) литейного происхождения; б) термоусталостные; в) ползучести; г) хрупкий скол
Для деталей, работающих в условиях ползучести, термоусталостное разрушение всегда сочетает в себе механизмы ползучести и усталости. Преобладающий механизм зависит от температуры эксплуатации, числа циклов и амплитуды термоциклического деформирования. При преобладании усталости трещины имеют преимущественно внутризеренный характер с переменным раскрытием, конец трещины заострен. При термическом ударе трещины приобретают вид скольных (при малопластичном металле). Если же металл достаточно пластичный, то в зоне распространения трещины наблюдаются участки сильно деформированной структуры.
После 100 тыс. ч эксплуатации характер развития трещин из-за разупрочнения и охрупчивания металла становится, как правило, межзеренным. Вдоль магистральной трещины в большом количестве наблюдаются межзеренные надрывы, что свидетельствует о большом влиянии процессов ползучести.
Для установления причин повреждения детали можно использовать градиент микротвердости у поверхности изломов. Градиент микротвердости (Г) рассчитывается по формуле:
Как правило, при термоусталостном характере трещин градиент микротвердости по мере приближения к поверхности излома возрастает.
Если металл вблизи трещины упрочнен, это свидетельствует о повышенных рабочих напряжениях, вызванных, возможно, отклонениями в режиме эксплуатации или недостатках в работе дренажной системы.
4.4. Анализ особенностей условий эксплуатации осуществляют путем сравнения наработки, числа пусков за год, суммарного числа пусков рабочих параметров среды на входе в цилиндр и продолжительности межремонтного срока у наблюдаемой турбины и у основной массы турбин (50-60 %) этого типа.
В таблице 2 приведены наиболее типичные данные для турбин К-200-130 (по данным ПО ЛМЗ) и К-100-90.
Число пусков за год
Суммарное число пусков
Температура пара, ° C
5. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОДВИЖЕНИЯ ФРОНТА ТРЕЩИНЫ И ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
5.1. Периодический контроль осуществляют после допустимой наработки, установленной в разделе 3, при останове турбины.
Пример системы периодического контроля представлен на рисунке 3.
5.2. Контроль без вскрытия корпуса цилиндра выполняют с помощью УЗК на патрубках верхних регулирующих клапанов ЦВД.
Допускается дополнять УЗК эндоскопированием через заглушаемые лючки. Эскизы обработки поверхности для установки лючков на корпусах высылает АООТ «ВТИ». Контроль ведут с помощью эндоскопа типа Э10.
5.3. При вскрытии корпуса цилиндра положение фронта трещины устанавливают визуальным контролем, а также с помощью цветной дефектоскопии.
5.4. При обнаружении увеличения длины трещины более чем на 40 мм на внутренней поверхности или более чем на 10 мм на поверхности фланцевого разъема, проводят оценку остаточного ресурса по фактической скорости роста трещины и ультразвуковой зондаж зоны предполагаемого развития трещины до критических точек.
5.5. Оценку остаточного ресурса выполняют по следующим правилам:
, мм/пуск (4)
, мм/ч (5)
По п.2.4 оценивают эффективную толщину стенки в месте растрескивания ( h эф ), а остаточный ресурс ( t р ) рассчитывают по формуле
Контроль выполняют прибором УД2-12 или другим аналогичным прибором по ОСТ 108.961.07.
Для контроля применяют пьезопреобразователь с углом ввода 40° на 1,8 МГц и нормальный пьезопреобразователь на 2,5 МГц. Настройка дефектоскопа согласно ГОСТ 14782, чувствительность настраивается по контрольному отражателю типа «Надпил» испытательного образца.
5.7 При величине остаточного ресурса (п.5.5) менее 14 тыс. ч с учетом результатов зондирования сплошности металла в зоне развития трещины (п.5.6), устанавливают систему непрерывного контроля за состоянием металла в зоне критических точек и вводят меры безопасности в зоне возможных сквозных разрушений: установка ограждений, кожухов, предупредительных знаков.
6. НЕПРЕРЫВНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ МЕТАЛЛА КОРПУСА В КРИТИЧЕСКИХ ТОЧКАХ
Схема системы локального контроля в зоне фланцевого разъема представлена на рисунке 4.
6.2. Термопары монтируют на 2-4 шпильках ЦВД, симметрично расположенных по ходу пара у сопловых коробок. Горячий спай заводят в осевое сверление шпильки и опускают до уровня фланцевого разъема. Холодный спай выводят на показывающий измерительный прибор, размещенный на площадке у турбины.
6.4. Локальный контроль ведут в начале каждой смены и в конце во время стационарного режима путем записи показаний приборов по уровням температуры и давлений.
Показания приборов не должны превышать следующие нормы:
Необходимо учитывать, что признаком отказа может быть и неодновременное появление этих отклонений. В случае устойчивого сохранения увеличения давления или температуры следует поставить в известность сменного инженера и далее вести запись показаний приборов чаще. При стабильном росте температуры (на 15° по отношению к штатным термопарам) и давления (до 0,7-0,8 МПа), решают вопрос об остановке и вскрытии турбины.
6.5 После выхода трещины в одну из критических точек, разрабатывают мероприятия конструктивно-технологического характера, позволяющие обеспечить плотность корпуса (наплавки, заварки и т.д.). С их помощью эксплуатация корпуса продлевается еще на 10-15 лет.
Приложение А
(рекомендуемое)
Главный инженер ___________ (ТЭС)
«___»______________ 19___ г.
ПРОТОКОЛ
визуального обследования корпусной детали (наименование) с трещиной турбины (тип и станционный номер)
Наименование зоны, поверхности
Размеры трещины, мм
Размеры выборки в доступных местах, мм
Интервал наработки возникновения трещины
Толщина стенки в зоне трещины, мм
Срок следующего контроля установить ___________________________________________
Приложение Б
МЕТОД
определения критического раскрытия надреза и горячей твердости металла литых корпусных деталей турбин из сталей 20ХМФЛ, 20ХМЛ и 15Х1М1ФЛ, отработавших расчетный срок
Б.1 Подготовка образца
Б.2 Определение величины критического раскрытия надреза
Испытания при рабочей температуре выполняются по ГОСТ 9456. Температура испытания должна быть равна температуре пара на входе в корпус.
а) до испытания, б) после испытания
Измерение критического раскрытия
Кроме того, при неудовлетворительной локальной пластичности в микроструктуре наблюдается 50 и более процентов участков с бейнитной ориентацией.
Величину критического раскрытия определяют по неразрушенному надрезу как разность между шириной дна надреза после испытания и его начальной шириной.
Если после испытания в дне надреза не будет трещин, то измерение конечной ширины надреза проводят идентично измерению в исходном состоянии. Если же по надрезу произошло частичное разрушение образца, то при измерении не включают в ширину надреза зазоры, образующиеся при распространении трещины. Это облегчается тем, что благодаря прямоугольному профилю надрезов, надрывы локализуются в углах сопряжения дна и стенок надреза. Для облегчения обнаружения надрывов по дну надреза следует использовать различие в цвете у деформированного дна надреза и у поверхности распространения трещин, измеряя только темные участки, то есть только дно надреза.
Значение критического раскрытия определяется по формуле:
При выполнении всех требований точность определения раскрытия составляет не менее ±15 %.
Измерение ширины надреза после испытания включает определение угла поворота дна надреза относительно горизонтали a и величины проекции дна надреза на горизонталь h
ПЕРЕЧЕНЬ
нормативных документов, на которые имеются ссылки в РД 34.17
РД 34.17.436-92 Методические указания. Индивидуальный контроль металла литых корпусных деталей паровых турбин тепловых электростанций
ОТРАСЛЕВОЙ РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ МЕТАЛЛА ЛИТЫХ КОРПУСНЫХ
ДЕТАЛЕЙ ПАРОВЫХ ТУРБИН ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Дата введения 1995-01-01
РАЗРАБОТАН Всероссийским теплотехническим научно-исследовательским институтом (АООТ «ВТИ»)
РАЗРАБОТЧИК В.И. Гладштейн
СОГЛАСОВАН ПО «Ленинградский металлический завод»
Главный конструктор паровых турбин И.И. Пичугин
Вице-президент А.В. Кудрявый
Настоящий отраслевой руководящий документ распространяется на литые корпуса цилиндров паровых турбин ЛМЗ мощностью 100-300 МВт и устанавливает методы, объемы и сроки проведения индивидуального контроля за состоянием металла литых корпусных деталей, цилиндров турбин при вынужденной эксплуатации с трещинами, не доступными для ремонта, полное удаление которых невозможно из-за конструктивных особенностей литого корпуса.
Положения настоящего нормативного документа подлежат применению расположенными на территории Российской Федерации предприятиями и объединениями предприятий, в том числе союзами, ассоциациями, концернами, акционерными обществами, межотраслевыми, региональными и другими объединениями, имеющими в своем составе (структуре) тепловые электростанции, независимо от форм собственности и подчинения.
2. ФИКСАЦИЯ РАЗМЕРОВ ТРЕЩИН
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧНОСТИ КОНТРОЛЯ
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КОРПУСА ПО КАЧЕСТВУ МЕТАЛЛА И ХАРАКТЕРУ ТРЕЩИН
5 ПЕРИОДИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОДВИЖЕНИЯ ФРОНТА ТРЕЩИНЫ И ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
6. НЕПРЕРЫВНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ МЕТАЛЛА КОРПУСА В КРИТИЧЕСКИХ ТОЧКАХ
Приложение А (рекомендуемое)
Приложение Б МЕТОД определения критического раскрытия надреза и горячей твердости металла литых корпусных деталей турбин из сталей 20ХМФЛ, 20ХМЛ и 15Х1М1ФЛ, отработавших расчетный срок
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Появление трещин на литых корпусах цилиндров паровых турбин не исключает возможность дальнейшей эксплуатации турбины, но требует установления периодического контроля за развитием трещин и состоянием металла цилиндра.
1.2. Эксплуатация турбин с неустраненными трещинами литых корпусов цилиндров допускается до выхода трещин в критические точки, приводящие к нарушению плотности корпуса.
1.3. Критическими точками для корпусов цилиндров являются зоны шпилечных отверстий, контуры обнизки разъема фланцевого соединения и наружной поверхности корпуса.
В качестве примера критические точки ЦНД и ЦСД турбины К-200-130 указаны на рисунке 1.
1.4. Организация и проведение индивидуального контроля развития трещин литых корпусов цилиндров допускается только после заключения, выданного АООТ ВТИ или заводом-изготовителем.
2. ФИКСАЦИЯ РАЗМЕРОВ ТРЕЩИН
2.1. Поверхность зоны растрескивания зачищают от рыхлых отложений. Протяженность дефектов устанавливают визуальным контролем при увеличении в 5-7 раз и уточняют с помощью неразрушающих методов (МПД, УЗК, цветная дефектоскопия, токовихревой метод и т.д.).
2.3. Глубину трещины ( h m ) оценивают путем 3-5 сверлений диаметром 12- 15 мм в средней части зоны растрескивания. Допускается, при ориентировочном определении глубины дефектной зоны по ее протяженности ( l m ), использовать консервативное значение экспериментально найденного соотношения h m / l m = 0,2. Глубину трещины уточняют с помощью неразрушающих физических методов.
2.4. Поврежденность стенки детали ( w ) и эффективная толщина стенки ( h эф ) в миллиметрах, оставшаяся неповрежденной часть сечения, определяются по формулам
2.5. Размеры трещин заносят в протокол визуального обследования, форма и содержание которого приведены в приложении А. В протоколе также указывают срок проведения следующего контроля.
Протокол должен быть подписан начальником подразделения, осуществляющим наблюдение за состоянием металла энергооборудования ТЭС, и утвержден главным инженером ТЭС.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧНОСТИ КОНТРОЛЯ
3.1. Допустимая наработка до следующего контроля зоны распространения трещины определяется по таблице 1 в зависимости от степени поврежденности w стенки детали.
Степень поврежденности стенки детали, w
Максимальная допустимая наработка, тыс. ч
кернение или засверловка концов после выборки на глубину 10 мм в доступных местах
то же, отбор сколов и вырезок
выборка трещины в доступных местах и заварка по рекомендуемой технологии, отбор сколов и вырезок
3.2. В случае, если свойства металла не удовлетворяют требованиям п.4.2, периодичность контроля металла с поврежденностью до 0,5 не должна превышать 25 тыс. ч, а режим работы должен быть базовым.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КОРПУСА ПО КАЧЕСТВУ МЕТАЛЛА И ХАРАКТЕРУ ТРЕЩИН
4.1. Вырезку проб и сколов для определения качества металла и характера трещин проводят как можно ближе к зоне трещины по эскизам ВТИ или завода-изготовителя.
4.2. Критериями оценки качества металла литого корпуса являются
4.2.1. Условный предел текучести при комнатной температуре:
для стали 15Х1М1ФЛ не менее 260 МПа;
4.2.3. Критическое раскрытие надреза при рабочей температуре и ударном нагружении ( приложение Б).
4.3 Причину появления трещин устанавливают по их характеру, исследуемому на поперечных шлифах, изготовленных из сколов-лодочек треугольного сечения, продольная ось которых ориентирована вдоль трещины. При исследовании характера трещин следует обращать внимание на различие дефектов литейного и эксплуатационного происхождения. Литейные дефекты, как правило, имеют округлые края, заполненные окислами (рисунок 2 а). Эксплуатационные дефекты могут возникать по следующим причинам: термоусталости (рисунок 2 б), ползучести (рисунок 2 в), хрупкому сколу (рисунок 2 г ).
а) литейного происхождения; б) термоусталостные; в) ползучести; г) хрупкий скол
Для деталей, работающих в условиях ползучести, термоусталостное разрушение всегда сочетает в себе механизмы ползучести и усталости. Преобладающий механизм зависит от температуры эксплуатации, числа циклов и амплитуды термоциклического деформирования. При преобладании усталости трещины имеют преимущественно внутризеренный характер с переменным раскрытием, конец трещины заострен. При термическом ударе трещины приобретают вид скольных (при малопластичном металле). Если же металл достаточно пластичный, то в зоне распространения трещины наблюдаются участки сильно деформированной структуры.
После 100 тыс. ч эксплуатации характер развития трещин из-за разупрочнения и охрупчивания металла становится, как правило, межзеренным. Вдоль магистральной трещины в большом количестве наблюдаются межзеренные надрывы, что свидетельствует о большом влиянии процессов ползучести.
Для установления причин повреждения детали можно использовать градиент микротвердости у поверхности изломов. Градиент микротвердости (Г) рассчитывается по формуле:
(3)
Как правило, при термоусталостном характере трещин градиент микротвердости по мере приближения к поверхности излома возрастает.
Если металл вблизи трещины упрочнен, это свидетельствует о повышенных рабочих напряжениях, вызванных, возможно, отклонениями в режиме эксплуатации или недостатках в работе дренажной системы.
4.4. Анализ особенностей условий эксплуатации осуществляют путем сравнения наработки, числа пусков за год, суммарного числа пусков рабочих параметров среды на входе в цилиндр и продолжительности межремонтного срока у наблюдаемой турбины и у основной массы турбин (50-60 %) этого типа.
В таблице 2 приведены наиболее типичные данные для турбин К-200-130 (по данным ПО ЛМЗ) и К-100-90.