В случаях, когда величина остаточного прогиба ротора превышает 0,15 мм, его дальнейшая эксплуатация без устранения прогиба не допускается.

Правка валов турбин может производиться различными способами: местным нагревом (термическая), чеканкой (механическая), нагревом с нагружением (термомеханическая), методом релаксации напряжений, переточкой поверхности ротора с предварительным отжигом. Выбор того или иного метода правки зависит от величины прогиба, диаметра, длины вала, конструкции ротора, материала вала и степени его повреждения при задеваниях.

Термический метод обычно применяется при малых прогибах и отсутствии повреждений поверхности вала от задеваний. Термомеханический метод (с применением местного или общего отжига до и после правки) применяется при прогибах с наличием закаленного участка вала от задевания. Релаксационный метод (с кольцевым нагревом) пригоден для любого случая искривления вала, но ввиду того, что он требует специальной оснастки, применяется обычно только при больших прогибах, а также прогибах, сопровождающихся значительными повреждениями поверхности вала от задевания.

Процесс правки термическим и термомеханическим методами основан на том, что в материале некоторой части поверхности вала искусственно создаются напряжения, превосходящие предел текучести материала, вызывающие после охлаждения вала его прогиб в нужную сторону.

Метод термической правки заключается в быстром местном нагреве выпуклого участка вала, при котором нагретый слой металла вала получил бы напряжения выше предела текучести. Такой нагрев приводит к появлению на небольшом участке напряжения сжатия в наружных волокнах материала, превосходящего предел текучести, что, в свою очередь, после остывания ведет к их укорочению на выпуклой стороне вала и, следовательно, к выправке вала. Таким образом, при термической правке вала используются те же силы, вызывающие напряжения выше предела текучести, которые вызвали прогиб вала при местных задеваниях. Величина усилий, необходимых для выправления вала, регулируется площадью нагреваемой поверхности и толщиной нагреваемого слоя металла вала.

Для предотвращения нагрева других элементов ротора они изолируются асбестом. Оставляется оголенным только тот участок вала, на котором будет производиться нагрев.

Необходимо иметь в виду, что некоторые остаточные напряжения, если они полностью не сняты по окончании правки и проводимой после нее термообработки отжигом, могут привести впоследствии к частичному восстановлению прогиба.

Механическая правка валов производится в холодном состоянии чеканкой в местах наибольшего прогиба. При правке этим методом необходимо проводить предварительный отжиг вала для уменьшения внутренних напряжений, вызвавших прогиб.

Сущность механической правки вала заключается в том, чтобы чеканкой растянуть волокна вала, сжатые за пределы текучести.

Термомеханический метод отличается от термического тем, что до начала нагрева участка вала, установленного выпуклой стороной вверх, в нем заранее создаются напряжения с помощью механического нажима (хомутом). Нажимное устройство устанавливается вблизи от места нагрева (прогиба); перед началом нагрева устройством прогибают вал в противоположную от первоначального прогиба сторону. Контроль величины деформации вала при изгибе его нажимным устройством выполняют при помощи индикаторов.

При нагреве вал стремится выгнуться вверх; встречая дополнительное сопротивление, материал в месте нагрева переходит предел текучести раньше, чем при чисто термической правке.

Метод релаксации напряжений заключается в том, что вал на участке его максимального искривления подвергается нагреву по всей окружности и на глубину всего сечения до температуры 600...650 °С. Нагрев производится при вращении вала на малых оборотах; после выдержки при указанной температуре в течение нескольких часов, вал устанавливается прогибом вверх и сразу же на нагретый участок вала с помощью специального приспособления (рис. 7.14) производится нажим в сторону, противоположную прогибу. Нажим производится для создания небольшого напряжения в материале нагретого вала (упругая деформация). Время, в течение которого нагретый вал выдерживается в напряженном состоянии, должно быть достаточным, чтобы под действием нагрузки и высокой температуры необходимая часть упругой деформации перешла в пластическую.

Основным достоинством метода правки, основанного на явлении релаксации напряжений, является выпрямление вала с обеспечением стабильности формы при дальнейшей эксплуатации; при этом в процессе правки, проводимой при напряжениях, значительно ниже предела текучести, не возникает опасных внутренних напряжений.

Переточка поверхности ротора при ремонте роторов в заводских условиях. Для исправления боя роторов наиболее часто применяется способ переточки поверхности ротора. Перед переточкой ротора производится низкотемпературный отжиг при t = 600...620 °С. После термообработки ротор выставляется на токарном станке, его радиальные бои "располовиниваются", и производится переточка всех радиальных поверхностей. Правка роторов таким способом в связи с изменением радильных размеров приводит к необходимости установки в турбину новых специальных комплектов концевых и диафрагменных уплотнений и перезаливке подшипников.

Дата добавления: 2015-08-18