Неисправности турбины

На внутренний КПД турбины влияет образование отложений на профильной части лопаток и увеличение радиальных зазоров над рабочими и под сопловыми лопатками. Коробление статорных деталей турбины при несовершенной конструкции их системы охлаждения может вызвать возрастание радиальных зазоров даже на несколько миллиметров в основном за счет срабатывания утонений на РЛ или гребней на лопатках с полками.

Износ лабиринтовых уплотнений также увеличивает вредные протечки, равно как и задевания в лопаточном аппарате. Лопатки могут получить ударно-механические повреждения при попадании посторонних предметов, от вылетевшей РЛ.

Диагностические признаки снижения эффективности турбины разнообразны и обычно рассматриваются в комплексе с ГТУ в целом.

Многочисленные дефекты снижают надежность работы турбины. К ним относятся термоусталостные трещины в выходных кромках сопловых и рабочих лопаток неохлаждаемых первых венцов. Для полых охлаждаемых СЛ и РЛ нередки прогары тонких стенок при нарушениях в системе их охлаждения или при большой неравномерности температурного поля камеры сгорания. Возможно выкрашивание кромок лопаток.

На лопатках, имеющих жаростойкое или термобарьерное покрытие, оно может отслаиваться или выкрашиваться. Неохлаждаемые лопатки без покрытий подвержены обезлегированию поверхностного слоя. Материал лопаток из сплава на никелевой основе претерпевает укрупнение зерен и снижение длительной прочности.

Полые тонкостенные охлаждаемые лопатки могут получать коробление вследствие неравномерного нагрева и градиентов температур. При перегревах или пережогах лопаток меняются их цвет и прочностные свойства. Происходит вредное изменение микроструктуры и ускоренный рост зерна. Для РЛ опасна неравномерность температурного поля по радиусу, для СЛ первой ступени - и по радиусу, и по окружности. Вследствие перегрева возможна вытяжка РЛ, а при повышенных вибронапряжениях возможен их обрыв. В новых конструкциях для контроля температуры охлаждаемых РЛ турбины используют оптические пирометры. Поверхностные слои лопаток подвергаются тепловым ударам, особенно при погасании факела в камере сгорания. Это приводит к снижению прочностных свойств, к появлению и росту микротрещин, появлению окалины.

Для дисков и роторов возможно нарушение работы системы охлаждения, часто при заносе пылью и продуктами коррозии каналов для прохода охлаждающего воздуха. В охлаждаемых статорных деталях турбины при заносе каналов или появлении утечек возникают коробления. Плотность и чистота каналов системы охлаждения должна обязательно проверяться при ремонтах.

При повышенной вибрации лопаток и достаточно высокой их вибропрочности могут возникнуть трещины в елочных пазах дисков.

Для одноступенчатых турбин, имеющих посадку дискового ротора на радиальных пальцах, возможны нарушения посадки и возникновение боя дисков.

В сболченных роторах возможно ослабление затяжки болтов, например вследствие недопустимо высоких напряжений при поперечных колебаниях ротора. Сопловые аппараты диафрагменной конструкции могут получать остаточные деформации.

При перекрытии хотя бы одного соплового канала при большом и неравномерном изменении выходных сечений сопловых аппаратов может произойти виброполомка рабочих лопаток. Усталостные повреждения - наиболее распространенная причина разрушения рабочих лопаток. Вначале образуются микротрещины, затем они сливаются в более заметную. Перед поломкой изменяется частота вибрации лопатки, что может служить диагностическим признаком. Изменяется и положение торцевой поверхности лопатки по отношению к статору, что также используется в качестве диагностического признака.

Возможно также коробление корпуса турбины и обойм вследствие неравномерности температурного поля как при прогреве и наборе нагрузки, так и при длительной эксплуатации.

Дата добавления: 2014-10-22