大口径厚壁不锈钢管加工汽轮发电机转子要求其强度高、韧性好、残余应力小

    汽轮发电机里面厚壁不锈钢管加工的转子承受着极大的复杂应力。由于转速高,本体部分产生很大的离心力;由于传递扭矩大和有时会遇到的突然短路,产生很大的扭应力和瞬时冲击载荷;由于较大的自重,产生较大的挠度和弯曲应力等。此外,由于电站设备的重要性,电机在运行过程中,如果厚壁不锈钢管发生损坏事故,将造成不可估计的损失。因此,对汽轮发电机转子原材料即厚壁不锈钢管的质量提出了一系列的要求,以保证转子在使用时的安全运行。

    一般说来,如厚壁不锈钢管冷却方式相同,容量越大,转子尺寸也越大,对机械性能要求也愈高。同时由于转中心孔处及齿根部位都承受较大的应力,要求整个截面在强度和塑性方面,保持最大可能的均匀性。因此,大容量的汽轮发电机转子,必须采用淬透性较好的大口径厚壁不锈钢管。发电机转子用钢机械性能见405页。

    转子在运行中,受力情况复杂,因而对大口径厚壁管的纵向、切向和径向机械性能都有一定的要求。转子锻件两端作纵向机械性能试验,是为了检验转子端部承受扭矩的能力。在转子本体两端面三分之一R处作切向机械性能试验,是为了检验接近齿根部位的性能。在大口径厚壁不锈钢管身上作径向性能试验,是为了考核在很大的离心力作用下,径向强度是否符合要求。

    为了得到较高质量的材料,转子用厚壁不锈钢管应在酸性平炉或碱性电炉中冶炼。上表中硫、磷成分系指酸性平炉钢而言。若用碱性电炉冶炼时,硫应改为不大于0.030%,磷应改为不大于0.035%

    厚壁不锈钢管加工转子锻件不但要求强度较高,塑性和韧性较好,还要求尽可能小的残余应力,避免运行时局部应力增大或产生弯曲变形。对III级转子,残余应力规定不大于实际切向屈服极限的10%,并最高不超过4公斤/毫米2。对IIIVVVIA711级转子,残余应力规定不大于锻件实际切向屈服极限的10%不锈钢管残余应力可用切环法或切片法测定。

    转子不仅是受力的结构件,又是磁场的导体,所以对厚壁不锈钢管加工的转子锻件,还要求具有一定的导磁性能。材料的导磁性能应满足以下要求:

    当25安匝/厘米    B14400高斯

    当50安匝/厘米    B16000高斯

    当100安匝/厘米    B17200高斯

    当150安匝/厘米     B18000高斯

    当200安匝/厘米    B18'700高斯

    当600安匝/厘米    B20000高斯

    为检查大口径厚壁管材质的均匀性,可采用测定硬度的方法。轴头两端及轴身中间部分,相隔90度圆弧面上测定四点(总共12点)。该四点的硬度偏差,不应超过30个布氏硬度单位,而沿轴的长度上,不应超过40个布氏硬度单位。

    为获得较均匀的组织,大口径厚壁不锈钢管要求有一定程度的锻造变形率,并且大口径厚壁管的轴线应与钢锭的中心线大致重合。一般钢锭下部应为传递扭矩较大的汽轮机端。

    厚壁不锈钢管外表面不应有裂纹、折迭、黑皮及其它严重影响锻件使用性能的缺陷。中心孔表面上,也不应有裂纹、氧化皮、砂眼、缩孔的残余部分以及大型非金属夹杂和堆积的或呈链状分布的细小非金属夹杂。

    在转子锻件轴身过渡区和轴颈以及两端面,应进行硫印及酸洗检查。硫印试验用以检查锻件硫化物偏析情况及夹杂物严重程度。酸洗试验用以检查裂纹、白点、疏松和其它缺陷。

    为了检查大口径厚壁不锈钢管内部质量情况,应在不锈钢管全部表面上进行超声波探伤。大口径厚壁不锈钢管中不允许有白点及裂纹存在,一般可允许有小于当量直径2毫米的非金属夹杂物或个别的零散分布的当量直径46毫米的非金属夹杂物存在。

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