何谓汽轮机的寿命?正常运行中影响汽轮机寿命的因素有哪些?

如题所述

汽轮机的寿命为:汽轮机的寿命是指从初次投入运行,至转子出现第一条宏观裂纹期间的总工作时间(一般认为宏观裂纹长度为)2~0.5mm),不包括出现裂纹后的残余寿命。

影响汽轮机寿命的因素 受到高温和工作应力的作用而产生的蠕 变消耗, 受到交变应力作用引起的低周疲劳寿命损耗。 汽轮机的寿命 疲劳曲线:金属材料的疲劳寿命(循环次数) 与应力或应变的关系称为疲劳曲线。 对于高延性材料,在高应变区内有较长的寿命 对于高强度材料,则在低应变区内有较长的寿命 汽轮机的残余寿命 汽轮机的残余寿命 。
1、热应力
金属因温度化不能自由伸缩而产生的应力,或金属本身温度不均匀使伸缩受制约而产生的应力,称为热应力。由于热应力是温度变化而产生的,所以也称温度应力或温差应力。
部件工作时,它的尺寸将因温度变化而伸缩。若部件的伸缩不受任何限制,温度变化只能使其变形,而不致产生应力。若部件不能自由伸缩,将会在其内部产生应力。
部件在受热或冷却时,若各部分温度不一致,变形将受制约。温度高的部分要膨胀伸长,温度低的部分则限制它的膨胀,结果在高温部位产生压应力。低温部位产生拉应力。
2、热冲击
热冲击是指由于急剧加热或冷却,使物体在较短的时间内产生大量的热交换,温度发生剧烈的变化时,该物体就要产生冲击热应力,这种现象称为热冲击。
一次大的热冲击,产生的热应力能超过材料的屈服极限,而导致金属部件的损坏。
3、应力松弛
钢材在高温和应力作用下,在应变量维持不变,应力随着时间的延长逐渐降低的现象,称为应力松弛。
金属材料在高温下发生应力松弛,是有一部分在初应力作用下产生的弹性变形逐渐地转化为塑性变形的结果。松弛现象与蠕变现象有着内在的联系,都是在高温和应力作用下的不断性变形过程,两者的区别仅在于蠕变时应力基本恒定不变,松弛时应力则不断在降低。
应力松驰发生在高温下工作的紧固件上,如锅炉、汽轮机上的螺栓、螺母、压紧弹簧等。这些零件在长期高温和应力作用下,塑性变形增加,应力下降,当松弛到一定程度后,就会引起汽缸和阀门漏汽,安全门提前起座,影响机组正常运行,甚至发生危险。
4、蠕变:应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。
或者说金属在高温下,即使其所受的应力低于金属在该温度下屈服点,只要在高温下长期工作,也会发生缓慢的、连续的,不可恢复的塑性变形、这种现象称为金属的蠕变,
蠕变随时间的延续大致分3个阶段:
①初始蠕变或过渡蠕变,应变随时间延续而增加,但增加的速度逐渐减慢;
②稳态蠕变或定常蠕变,应变随时间延续而匀速增加,这个阶段较长;
③加速蠕变,应变随时间延续而加速增加,直达破裂点。应力越大,蠕变的总时间越短;应力越小,蠕变的总时间越长。但是每种材料都有一个最小应力值,应力低于该值时不论经历多长时间也不破裂,或者说蠕变时间无限长,这个应力值称为该材料的长期强度。因此蠕变的结果是产生裂纹。
5、全属的热疲劳
当金属零部件被反复加热和冷却时,其内部将产主交变热应力,在此交变热应力反复作用下;零部件遭到破坏的现象称为金属的热疲劳。
金属材料疲劳断裂的特点是:
(1)载荷应力是交变的;
(2)载荷的作用时间较长;
(3)断裂是瞬时发生的;
(4)无论是塑性材料还是脆性材料,
在疲劳断裂区都是脆性的。 汽轮机叶片的损坏形式主要是疲劳断裂
6、热变形:
汽轮机在启动、停机和带负荷过程中,由于加热和冷却速度不同所形成的温差,除了使汽缸和转子等产生热膨胀外,还会使汽轮机产生变形现象。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  推荐于2016-12-01
汽轮机寿命是指从初次投入运行至转子出现第一条宏观裂纹(长度为0.2~0.5mm)期间的总工作时间。
汽轮机正常运行时,主要受到高温和工作应力的作用,材料因蠕变要消耗一部分寿命。在起、停和工况变化时,汽缸、转子等金属部件受到交变热应力的作用,材料因疲劳也要消耗一部分寿命。在这两个因素共同作用下,金属材料内部就会出现宏观裂纹。例如不合理的起动、停机所产生的热冲击,运行中的水冲击事故,蒸汽品质不良等都会加速设备的损坏。本回答被提问者采纳
相似回答