3.7. Обоснование достоверности и эффективности технологии восстановления живучести роторов паровых турбин путем периодического удаления тонкого поврежденного поверхностного слоя

Для обоснования достоверности и эффективности технологии восстановления живучести роторов турбин путем периодического удаления тонкого поверхностного слоя металла в ОМТК-1 были проведены термоциклические испытания РВД турбины К-200-130 ЛМЗ, выполненного из стали 25Х1М1Ф. Условия испытаний по значению термоциклических нагрузок и числу циклов были существенно более жесткими, чем реальные эксплуатационные. При испытаниях температура на открытой, без термоизоляции верхней части придисковой галтели I ступени ротора поднималась до 540 °С. После достижения указанной температуры включалось устройство впрыска воды с температурой 20 °С. В зоне охлаждаемого пятна происходило резкое (в течение 25 - 30 с) понижение температуры до 105 °С. После прекращения подачи воды температура поднималась до исходного уровня в течение примерно 2,5 мин. Таким образом, перепад температур ДЕЛЬТА Т при термоциклических испытаниях составлял около 435 °С, а время одного цикла равнялось 3 мин.

Суммарная продолжительность испытаний составила 2600 циклов. Периодически, через 200 - 400 циклов осуществлялось удаление поверхностного слоя толщиной 0,2 - 0,3 мм.

Как показал микроструктурный анализ, после 400 циклов испытания без удаления поверхностного слоя в зоне термоциклирования была обнаружена микроповрежденность металла в виде микротрещин. Затем в процессе испытаний было реализовано 6 этапов нагружения продолжительностью по 200 циклов с последующим удалением поверхностного слоя. После каждого из этапов не было обнаружено ни микротрещин, ни микропор.

Расчетное моделирование годичного цикла работы турбины, учитывающее все существенные нестационарные режимы - пуски-остановы, значительные периодические изменения нагрузки и ее колебания, позволило сделать вывод о том, что в течение 200 экспериментальных циклов с амплитудой около 400 °С и периодом 3 мин. происходит накопление поврежденности не меньшее, чем за максимально допустимый период эксплуатации между капитальными ремонтами (50 тыс. ч, но не более 8 лет).