Инструкция по продлению срока эксплуатации паровых турбин сверх паркового ресурса

     5.4. Ремонт поврежденных элементов

5.4.1. Удаление поврежденного поверхностного слоя.

5.4.1.1. Накопление повреждений от ползучести и малоцикловой усталости локализовано в приповерхностном слое. Повреждения, связанные с переменными режимами, практически полностью локализованы в слое толщиной до 100 мкм, а связанные с ползучестью - в значительной степени в подповерхностном слое на глубине от 100 до 2000 мкм. Ресурс цельнокованых роторов и корпусных деталей турбин на стадии зарождения трещин может быть существенно увеличен периодическим удалением поврежденного поверхностного слоя. Наибольший эффект эта операция может дать при проведении работ по увеличению ресурса роторов.

5.4.1.2. В цельнокованых роторах по истечении расчетного ресурса целесообразно выполнить операцию по снятию поверхностного слоя на глубину ~0,5 мм в следующих зонах с рабочей температурой металла, превышающей 400 °С:

- тепловые канавки концевых, промежуточных и диафрагменных уплотнений;

- галтели дисков;

- поверхность осевого канала.

5.4.1.3. Удаление слоя с наружной поверхности ротора (в тепловых канавках и придисковых галтелях) следует проводить в условиях машиностроительного завода, располагающего необходимым станочным оборудованием, или в условиях электростанции на балансировочном станке маятникового типа с помощью устройства, разработанного предприятием "Мосэнергоремонт", в присутствии представителя экспертной организации. Операцию по удалению поверхностного слоя на наружной поверхности ротора целесообразно совместить с операцией по изменению формы тепловых канавок, описанной в п.5.3.1 настоящей Инструкции.

5.4.1.4. Удаление поврежденного слоя на глубину 0,5 мм с поверхности осевого канала можно производить в условиях электростанции с помощью хонинговальной головки и совместить эту операцию с зачисткой поверхности канала от окалины для проведения ее дефектоскопического контроля.

Более полного восстановления ресурса металла в районе осевого канала можно добиться увеличением толщины удаляемого слоя до 2 мм. Подобная операция может быть выполнена в заводских условиях.

5.4.1.5. При реализации операции по удалению поврежденного поверхностного слоя ресурс ротора будет лимитироваться состоянием металла в зонах, где эта операция не реализуется (обода дисков) и сохранением служебных свойств стали на необходимом для обеспечения надежной эксплуатации ротора уровне.

5.4.2. При выявлении на поверхности осевого канала поверхностных дефектов допускается их выборка расточкой до увеличения диаметра канала на 15 мм. Предпочтительнее производить расточку канала по всей длине ротора на одинаковую глубину. Допускается выполнять локальную (местную) выборку дефекта на указанную глубину с последующим плавным переходом на основной диаметр. При выявлении более глубоких дефектов технология ремонта ротора согласовывается с экспертной организацией.

5.4.3. Ремонт корпусных деталей с дефектами.

5.4.3.1. Удаление дефектов осуществляется любым механическим способом. Не допускаются методы и технологии, приводящие к нагреву металла выше 650 °С. Рекомендуется предварительное определение глубины дефектной зоны.

5.4.3.2. Глубина оставляемых без заварки ремонтных выборок может превышать 15% толщины стенки в зависимости от зоны корпуса, свойств и структуры его металла, опыта эксплуатации корпусов той же конструкции с аналогичными незаваренными выборками. Решение по этому вопросу с учетом перечисленных факторов принимается по согласованию с экспертной организацией или заводом - изготовителем турбины.

5.4.3.3. Для снижения концентрации напряжений в местах удаления трещины выборки, оставляемые без заварки, должны скругляться радиусом не менее 10 мм. У выборок глубиной до 15% толщины стенки уклоны выполнять крутизной не более 30° по отношению к исходной поверхности. При разделке более глубоких выборок уменьшение угла наклона боковых поверхностей выборки нецелесообразно из-за большого объема механической обработки и относительно слабого снижения эксплуатационных напряжений. Для них требуется, чтобы ширина выборки была не менее 30 мм и радиус кривизны дна выборки составлял не менее 15 мм. Если ширину по тем или иным причинам нельзя увеличить, переход от профиля донной части выборки в виде дуги окружности к эллипсной форме с соотношением полуосей эллипса 1/2 позволяет снизить концентрацию напряжений еще на 20%.

5.4.3.4. Использование аустенитного варианта заварки целесообразно применять при ремонте зон корпусных деталей с рабочей температурой металла не выше 400 °С. Более высокотемпературные зоны рекомендуется ремонтировать специальными перлитными электродами без термической обработки детали в соответствии с принятыми нормативными документами.

5.4.3.5. Технология ремонтной заварки без термической обработки выбирается в зависимости от температуры металла в зоне ремонта, объема выборки и соответствия металла критериям надежности (см. п.6). При общем объеме отдельной выборки более 1000 см или глубине свыше 40% толщины стенки выбор технологии заварки осуществляется экспертной организацией.

5.4.3.6. В случае образования сквозных трещин планируемые ремонтные мероприятия рекомендуется согласовывать с экспертной организацией. Эти материалы будут использованы для анализа и организации банка данных.