logo logo
Українською English

Вхід

Логін
Пароль
Зареєструватися 

Корисні посилання

tntu logo
 
GoogleScholarLogo
 
 
logo


Відновлення роботоздатності експлуатованих елементів кріплення корпусу ЦВТ парових турбін.

НазваВідновлення роботоздатності експлуатованих елементів кріплення корпусу ЦВТ парових турбін.
Назва англійськоюServiceability restoration of operating fastening elements of the high pressure cylinder body of HPP steam turbines.
АвториЛеся Свірська (https://orcid.org/0000-0002-0151-3241); Lesya Svirska (https://orcid.org/0000-0002-0151-3241)
ПринадлежністьФізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів, Україна Karpenko Physico-Mechanical Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv, Ukraine
Бібліографічний описServiceability restoration of operating fastening elements of the high pressure cylinder body of HPP steam turbines / Lesya Svirska // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2019. — Vol 93. — No 1. — P. 32–40. — (Mechanics and materials sciense).
Bibliographic description:Svirska L. (2019) Serviceability restoration of operating fastening elements of the high pressure cylinder body of HPP steam turbines. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 93, no 1, pp. 32-40.
DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2019.01.032
УДК

621.311:621.882.626

Ключові слова

кріпильні елементи, деградація металу, структура, характеристики міцності і пластичності, відновлення роботоздатності. 
fastening nuts, metal degradation, structure parameters, characteristics of strength and plasticity, impact toughness, restoration of serviceability, heat treatment.

Кріпильні елементи відносять до достатньо дорогих та відповідальних елементів, адже їх пошкодження у процесі експлуатації загрожує персоналу та довкіллю, може спричинити масштабні руйнуваннями станційного устаткування і завдати значних економічних втрат. Механічні характеристики (твердість, міцність, пластичність і ударна в’язкість) сталі кріпильної арматури циліндра високого тиску (ЦВТ) парової турбіни ТЕС, експлуатованої впродовж 21×104 год за впливу жорстких температурно-силових умов, вийшли за межі регламентованих значень, що є ознакою експлуатаційної деградації металу. Зокрема, ударна в’язкість зразків з металу експлуатованої гайки знизилася на понад 80 %, характеристики міцності (σB і σ0,2) зросли відповідно на ~ 32 % і ~ 8 %, а характеристик пластичності знизилися на ~ 60 %. В зв’язку з цим виникла потреба обґрунтувати можливість продовження ресурсу експлуатованих елементів кріплення корпусних частин ЦВТ парової турбіни, в яких методами візуального обстеження та неруйнівного контролю не виявлено дефектів. Це дало б змогу відтермінувати їх заміну в часі експлуатації. Для відновлення роботоздатності експлуатованих гайок використали повторне термічне оброблення (ТО) зразків. Оскільки для гайок із сталі 25Х2М1Ф використовують нормалізацію і високий відпуск, як базові для забезпечення необхідних механічних характеристик їй у вихідному стані, то і для повторного ТО використали нормалізацію. Апробували три варіанти нормалізації сталі (від 960 оС, 1050 оС і подвійну від 1050 оС і 960 оС) з подальшим відпуском за температури 690 оС. Проте, після комплексу досліджень виявили, що твердість, характеристики міцності і пластичності та опір крихкому руйнуванню металу з гайки вдалося відновити до регламентованих значень лише за використання подвійної нормалізації. Зокрема, ударна в’язкість сталі з гайки зросла у ~ 12 разів, характеристики міцності металу гайки знизилися, а пластичності – підвищилися до регламентованих рівнів. Отримані результати дали змогу обґрунтовують доцільність використання ТО для відновлення механічних характеристик сталі гайок ЦВТ парових турбін ТЕС, в яких неруйнівними методами досліджень не виявлено тріщиноподібних дефектів. Це дає підстави рекомендувати відновлювальну ТО для продовження ресурсу гайок після їх тривалої експлуатації з втратою металу регламентованих характеристик.
The mechanical characteristics of the fastening nuts steel of the high-pressure cylinder (HPC) of the steam turbine of the heat power plant (HPP), operating under the influence of hard temperature- power conditions for 21×104 hours, are outside the limits of the regulated values. It is the indicator of steel degradation. Using different types of heat treatment (HT), including recommended for 25Kh2M1F steel in the initial state, made it possible (in a certain extent of course) to restore the properties of the metal used for fastening fittings. The obtained results substantiate the efficiency of using of the HT for restoring the mechanical characteristics of steel for nuts of the HPC of the steam turbine in order to prolong their service life.

ISSN:2522-4433
Перелік літератури
  1. Laxminarayan K. M., Venkatarama Reddy, Kumar Optimization of Steam Turbine Casing for Static Loading Condition. IJMSA. 2013. Vol. 1. No. 2. pp. 122–126. https://doi.org/10.12720/ijmse.1.2.122-126
  2. Borodov Yu. M., Rodin V. N. Remont parovyih turbin: uchebnoe posob. Pod obschey red.: Yu. M. Brodova, V. N. Rodina. Ekaterinburg: GOU UGTU – UPI, 2002. 203 р. [in Russian].
  3. RD 153-34.1-39.603-99. Rukovodstvo po remontu armaturyi vyisokih parametrov. M.: SPO ORGRES, 2000. 68 р. [in Russian]
  4. Molochek V. A. Remont parovyih turbin. Moskva: Energiya, 1968. 376 p. [in Russian]
  5. GOST 20700–75 (ST SEV 1066–78). Boltyi, shpilki, gayki i shaybyi dlya flantsevih soedineniy s temperaturoy sredyi ot 0 do 650 oC. M.: Izdatelstvo standartov, 1981. 6 p. [in Russian]
  6. Krechkovs’ka H. V. Strukturni zminy v ekspluatovaniy na holovnomu parohoni TES stali 15Kh1M1F, povyazani z zupynkamy tekhnolohichnoho protsesu. Metallofyzyka y noveyshye tekhnolohyy. 2008. T. 30, spetsvyp. p. 701–711. [in Ukrainian].
  7. Zastosuvannya pidkhodiv mekhaniky ruynuvannya do otsinky vodnevoyi dehradatsiyi staley nafto- ta paroprovodiv. V. V. Panasyuk, H. M. Nykyforchyn, O. Z. Student, Z. V. Slobodyan. Mekhanika i fizyka ruynuvannya budivel'nykh materialiv ta konstruktsiy: zb. nauk. prats'. L'viv: Kamenyar, 2002. Vyp. 5. pp. 537–546. [in Ukrainian].
  8. Influence of the long-term operation of 12Kh1МF steel of the bends of main steam pipelines of thermal power plants on its mechanical properties. О. Z. Student, H. V. Krechkovs’ka, T. E. Palashchuk et al. Materials Science. 2018. Vol. 53, Iss. 4. pp. 1–8. https://doi.org/10.1007/s11003-018-0095-1
  9. Obespechenie prochnosti i resursa energooborudovaniya – vazhneyshee napravlenie issledovaniy i razrabotok OAO “NPO TsKTI im. I. I. Polzunova”. Yu. K. Petrenya i dr. Nadezhnost i bezopasnost energetiki. 2008. No 1. p. 14–19. [in Russian]
  10.  Rezinskih V. F., Grin E. A., Zlepko V. F. Kontseptsiya prodleniya resursa metalla oborudovaniya TES. Promyishlennaya energetika. 2002. No 4. p. 25–29. [in Russian]
  11.  Lebedev V. I., Oreshkin B. M., Sudakov A. V. Prodlenie resursa oborudovaniya energoblokov AES. Tr. TsKTI. 2002. Vyp. 282. p. 28–44. [in Russian] https://doi.org/10.2753/RES1060-939344086
  12.  Savostyanova L. V., Litvak V. V. Analiz neispravnostey elementov turboustanovki. Elektricheskie stantsii. 2012. No 4. p. 18–21. [in Russian]
  13.  Caudill M. B., Griebenov R. D. Analysis of Leakage Between HP and IP Turbines Using PEPSE. URL: http://famos.scientech.us/Papers/1990/1990section3.pdf (Last accessed: 16.01.2019).
  14. Hopson W. H. Practical Field Experience with Steam Turbine Performance Testing ‑ EPRI Heat Rate Improvement Conference, 2003.
  15. RD 10-262-98 (RD 153-34.1-17.421-98). Tipovaya instruktsiya po kontrolyu metalla i prodleniyu sroka sluzhbyi osnovnyih elementov kotlov, turbin i truboprovodov teplovyih elektrostantsiy – M.: RAO “EES Rossii”, 1999. 93 p. [in Russian]
  16. GOST 1497−84 Metallyі. Metodyi ispyitaniy na rastyazhenie. – M.: Standartinform. 2006. 22 p. [in Russian]
  17. GOST 9012–59 Metallyі. Metod izmereniya tverdosti po Brinellyu. Moskva: Standartinform. 2008. 40 p. [in Russian]
  18. GOST 9454–78 Metallyi. Metod ispyitaniya na udarnyiy izgib pri ponizhennyih, komnatnoy i povyishennyih temperaturah. – M.: Izdatelstvo standartov. 2008. 12 p. [in Russian]
  19.  Svirska L. M. Vikoristannya termichnogo obroblennya dlya vidnovlennya robotozdatnostI krIpilnoYi armaturi tsilIndrIv visokogo tisku parovoYi turbIni TES. Metallofizika i noveyshie tehnologii. 2008. Vol. 30, spetsvip. pp. 689–700. [in Ukrainian].
  20. Evaluation of the influence of shutdowns of a technological process on changes in the in-service state of the metal of main steam pipelines of thermal power plants. H. M. Nykyforchyn, O. Z. Student, H. V. Krechkovs’ka et al. Materials Science. 2010. Vol. 46, No. 2. pp. 177–189. https://doi.org/10.1007/s11003-010-9288-y
  21. O. Z. Student. Accelerated method for hydrogen degradation of structural steel. Ibid. 1998. Vol. 34, No. 4. pp. 497–507. https://doi.org/10.1007/BF02360701
  22. Structural microdamageability of steels of the steam pipelines of thermal power plants. O. P. Ostash, A. I. Kondyr, O. V. Vol’demarov et al. Ibid. 2009. Т. 45. №3. pp 340–349. https://doi.org/10.1007/s11003-009-9189-0
  23. I. R. Dzioba. Properties of 13KhMF steel after operation and degradation under the laboratory conditions. Ibid. 2010. Vol. 46. No. 3. pp. 357–364. https://doi.org/10.1007/s11003-010-9297-x
  24. Evaluation of the degradation of steels of steam pipelines according to their structural, mechanical, and electrochemical characteristics. O. P. Ostash, O. V. Vol’demarov, P. V. Hladysh et al. Ibid. 2011. Vol. 46. No4. pp. 431–439. https://doi.org/10.1007/s11003-011-9309-5
  25. O. Z. Student, L. M. Svirs’ka, I. R. Dzioba. Influence of the long-term operation of 12Kh1M1F steel from different zones of a bend of steam pipeline of a thermal power plant on its mechanical characteristics. Ibid. 2012. Vol. 48, Iss. 2. pp. 239–246. https://doi.org/10.1007/s11003-012-9498-6
  26. Student O. Z., Krechkovs’ka H. V .Anisotropy of the mechanical properties of degraded 15Kh1M1F steel after its operation in steam pipelines of thermal power plants. Ibid. 2012. Vol. 47, Iss 5. pp. 590–597. https://doi.org/10.1007/s11003-012-9432-y
  27. I. M. Zhuravel’, L. M. Svirs’ka. Measurement of the mean grain size in a metal by using fractal dimensions. Ibid. 2010. Vol. 467, Iss. 3. pp. 418–420. https://doi.org/10.1007/s11003-010-9306-0
  28. Automatic selection and quantitative analysis of carbides on grain boundaries of 12Kh1MF steel after operation at a steam pipeline of a thermal power plant. R. A. Vorobel’, I. M. Zhuravel’, L. M. Svirs’ka et al. Ibid. 2011. Vol. 47, Iss. 3. pp. 393–400. https://doi.org/10.1007/s11003-011-9408-3
References:
  1. Laxminarayan K. M., Venkatarama Reddy, Kumar Optimization of Steam Turbine Casing for Static Loading Condition. IJMSA. 2013. Vol. 1. No. 2. pp. 122–126. https://doi.org/10.12720/ijmse.1.2.122-126
  2. Borodov Yu. M., Rodin V. N. Remont parovyih turbin: uchebnoe posob. Pod obschey red.: Yu. M. Brodova, V. N. Rodina. Ekaterinburg: GOU UGTU – UPI, 2002. 203 р. [in Russian].
  3. RD 153-34.1-39.603-99. Rukovodstvo po remontu armaturyi vyisokih parametrov. M.: SPO ORGRES, 2000. 68 р. [in Russian]
  4. Molochek V. A. Remont parovyih turbin. Moskva: Energiya, 1968. 376 p. [in Russian]
  5. GOST 20700–75 (ST SEV 1066–78). Boltyi, shpilki, gayki i shaybyi dlya flantsevih soedineniy s temperaturoy sredyi ot 0 do 650 oC. M.: Izdatelstvo standartov, 1981. 6 p. [in Russian]
  6. Krechkovs’ka H. V. Strukturni zminy v ekspluatovaniy na holovnomu parohoni TES stali 15Kh1M1F, povyazani z zupynkamy tekhnolohichnoho protsesu. Metallofyzyka y noveyshye tekhnolohyy. 2008. T. 30, spetsvyp. p. 701–711. [in Ukrainian].
  7. Zastosuvannya pidkhodiv mekhaniky ruynuvannya do otsinky vodnevoyi dehradatsiyi staley nafto- ta paroprovodiv. V. V. Panasyuk, H. M. Nykyforchyn, O. Z. Student, Z. V. Slobodyan. Mekhanika i fizyka ruynuvannya budivel'nykh materialiv ta konstruktsiy: zb. nauk. prats'. L'viv: Kamenyar, 2002. Vyp. 5. pp. 537–546. [in Ukrainian].
  8. Influence of the long-term operation of 12Kh1МF steel of the bends of main steam pipelines of thermal power plants on its mechanical properties. О. Z. Student, H. V. Krechkovs’ka, T. E. Palashchuk et al. Materials Science. 2018. Vol. 53, Iss. 4. pp. 1–8. https://doi.org/10.1007/s11003-018-0095-1
  9. Obespechenie prochnosti i resursa energooborudovaniya – vazhneyshee napravlenie issledovaniy i razrabotok OAO “NPO TsKTI im. I. I. Polzunova”. Yu. K. Petrenya i dr. Nadezhnost i bezopasnost energetiki. 2008. No 1. p. 14–19. [in Russian]
  10.  Rezinskih V. F., Grin E. A., Zlepko V. F. Kontseptsiya prodleniya resursa metalla oborudovaniya TES. Promyishlennaya energetika. 2002. No 4. p. 25–29. [in Russian]
  11.  Lebedev V. I., Oreshkin B. M., Sudakov A. V. Prodlenie resursa oborudovaniya energoblokov AES. Tr. TsKTI. 2002. Vyp. 282. p. 28–44. [in Russian] https://doi.org/10.2753/RES1060-939344086
  12.  Savostyanova L. V., Litvak V. V. Analiz neispravnostey elementov turboustanovki. Elektricheskie stantsii. 2012. No 4. p. 18–21. [in Russian]
  13.  Caudill M. B., Griebenov R. D. Analysis of Leakage Between HP and IP Turbines Using PEPSE. URL: http://famos.scientech.us/Papers/1990/1990section3.pdf (Last accessed: 16.01.2019).
  14. Hopson W. H. Practical Field Experience with Steam Turbine Performance Testing ‑ EPRI Heat Rate Improvement Conference, 2003.
  15. RD 10-262-98 (RD 153-34.1-17.421-98). Tipovaya instruktsiya po kontrolyu metalla i prodleniyu sroka sluzhbyi osnovnyih elementov kotlov, turbin i truboprovodov teplovyih elektrostantsiy – M.: RAO “EES Rossii”, 1999. 93 p. [in Russian]
  16. GOST 1497−84 Metallyі. Metodyi ispyitaniy na rastyazhenie. – M.: Standartinform. 2006. 22 p. [in Russian]
  17. GOST 9012–59 Metallyі. Metod izmereniya tverdosti po Brinellyu. Moskva: Standartinform. 2008. 40 p. [in Russian]
  18. GOST 9454–78 Metallyi. Metod ispyitaniya na udarnyiy izgib pri ponizhennyih, komnatnoy i povyishennyih temperaturah. – M.: Izdatelstvo standartov. 2008. 12 p. [in Russian]
  19.  Svirska L. M. Vikoristannya termichnogo obroblennya dlya vidnovlennya robotozdatnostI krIpilnoYi armaturi tsilIndrIv visokogo tisku parovoYi turbIni TES. Metallofizika i noveyshie tehnologii. 2008. Vol. 30, spetsvip. pp. 689–700. [in Ukrainian].
  20. Evaluation of the influence of shutdowns of a technological process on changes in the in-service state of the metal of main steam pipelines of thermal power plants. H. M. Nykyforchyn, O. Z. Student, H. V. Krechkovs’ka et al. Materials Science. 2010. Vol. 46, No. 2. pp. 177–189. https://doi.org/10.1007/s11003-010-9288-y
  21. O. Z. Student. Accelerated method for hydrogen degradation of structural steel. Ibid. 1998. Vol. 34, No. 4. pp. 497–507. https://doi.org/10.1007/BF02360701
  22. Structural microdamageability of steels of the steam pipelines of thermal power plants. O. P. Ostash, A. I. Kondyr, O. V. Vol’demarov et al. Ibid. 2009. Т. 45. №3. pp 340–349. https://doi.org/10.1007/s11003-009-9189-0
  23. I. R. Dzioba. Properties of 13KhMF steel after operation and degradation under the laboratory conditions. Ibid. 2010. Vol. 46. No. 3. pp. 357–364. https://doi.org/10.1007/s11003-010-9297-x
  24. Evaluation of the degradation of steels of steam pipelines according to their structural, mechanical, and electrochemical characteristics. O. P. Ostash, O. V. Vol’demarov, P. V. Hladysh et al. Ibid. 2011. Vol. 46. No4. pp. 431–439. https://doi.org/10.1007/s11003-011-9309-5
  25. O. Z. Student, L. M. Svirs’ka, I. R. Dzioba. Influence of the long-term operation of 12Kh1M1F steel from different zones of a bend of steam pipeline of a thermal power plant on its mechanical characteristics. Ibid. 2012. Vol. 48, Iss. 2. pp. 239–246. https://doi.org/10.1007/s11003-012-9498-6
  26. Student O. Z., Krechkovs’ka H. V .Anisotropy of the mechanical properties of degraded 15Kh1M1F steel after its operation in steam pipelines of thermal power plants. Ibid. 2012. Vol. 47, Iss 5. pp. 590–597. https://doi.org/10.1007/s11003-012-9432-y
  27. I. M. Zhuravel’, L. M. Svirs’ka. Measurement of the mean grain size in a metal by using fractal dimensions. Ibid. 2010. Vol. 467, Iss. 3. pp. 418–420. https://doi.org/10.1007/s11003-010-9306-0
  28.  Automatic selection and quantitative analysis of carbides on grain boundaries of 12Kh1MF steel after operation at a steam pipeline of a thermal power plant. R. A. Vorobel’, I. M. Zhuravel’, L. M. Svirs’ka et al. Ibid. 2011. Vol. 47, Iss. 3. pp. 393–400. https://doi.org/10.1007/s11003-011-9408-3
Завантажити

Всі права захищено © 2019. Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя.