什么是汽轮机寿命?影响汽轮机寿命的因素有哪些?
汽轮机寿命指的就是转子寿命,一般分为无裂纹寿命和剩余寿命两种。所谓无裂纹寿命是指转子从第一次投运开始直到产生第一条工程裂纹(约0. 5mm长、0·15mm深)为止所经历的运行时间,无裂纹寿命又称致裂寿命。根据断裂力学分析,当出现了第一条裂纹时并不意味着转子寿命的终结,还有一定的剩余寿命,而且这一部分寿命在总寿命中占有相当大的比例,只有当裂纹扩展超过临界裂纹时才会出现裂纹失稳,扩展造成转子断裂。所以剩余寿命是指从产生第一条工程裂纹开始直到裂纹扩展到临界裂纹为止所经历的安全工作时间。无裂纹寿命和剩余寿命之和就是转子的总寿命。
影响汽轮机寿命的因素很多,但总的来说汽轮机寿命损伤由于两部分组成,即受到高温和工作应力的作用而产生的蠕变损伤,以及受到交变应力作用引起的低周疲劳损伤。
1)高温蠕变损伤。金属在高温下工作,即使所受的应力低于金属在该温度下的屈服点,但在这样的应力长期作用下,也会发生缓慢的、连续的塑性变形(这种变形在温度不太高或扭力不太大的情况下几乎觉察不出来),这一现象叫蠕变,长期的塑性变形必然会对材料产生损伤。
2)低周疲劳损伤.汽轮机在启停或负荷变化过翟至中转子所承受的交变热应力。启动加热时转子表面承受压应力,停机冷却时则为拉应力,在这种交变_应力的作用下,经过一定次数的循环,就会在金属表面出现疲劳裂纹,并逐渐扩展以致断裂。
3)蠕变和疲劳同时产生的总损伤.指高温蠕变和低周疲劳产生的总损伤。
4)材料软化对汽轮机寿命的影响.汽轮机部件长期在高温环境下工作,因热疲劳、蠕变等因素产生了损伤积累,材质也因时效发生老化现象。CrMoV转子的钢材质老化现象的典型特征之一就是材料软化.材料软化会降低材料的低周疲劳及蠕变性能,严重影响转子的使用寿命。