[发明专利]汽轮发电机护环裂纹扩展寿命的监控装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮发电机护环裂纹扩展寿命的监控装置及方法，属于汽轮发电机技术领域。

背景技术

汽轮发电机护环外径大且高速旋转，是汽轮发电机中承受应力最大的一个部件，汽轮发电机护环在启动和超速试验过程中产生大的主应力。汽轮发电机护环在锻造和加工过程中产生的探伤检查不能发现裂纹，在汽轮发电机运行过程中承受大的主应力的作用下，将有可能扩展为探伤检查可见裂纹。在汽轮发电机的运行过程中，汽轮发电机护环在大的主应力的作用下，护环探伤检查可见裂纹不断扩展。当汽轮发电机护环的裂纹扩展至护环裂纹部位的临界裂纹尺寸时，汽轮发电机护环就有可能发生脆性断裂，导致汽轮发电机护环损坏事故。现有的汽轮发电机护环寿命监控技术，给出了汽轮发电机护环的裂纹萌生寿命的监控方法，而在役汽轮发电机护环的裂纹扩展寿命的监控，还没有合适的装置与方法可供使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽轮发电机护环裂纹扩展寿命的监控装置及方法，实现汽轮发电机护环裂纹扩展寿命的定期监控。

为了实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种汽轮发电机护环裂纹扩展寿命的监控装置，其特征在于，由超声波探伤仪、计算服务器、数据库服务器、网页服务器和用户端浏览器组成，超声波探伤仪与数据库服务器连接，计算服务器与数据库服务器和网页服务器连接，网页服务器分别与数据库服务器、计算服务器和用户端浏览器连接。

本发明还提供了一种汽轮发电机护环裂纹扩展寿命的监控方法，其特征在于，使用上述的汽轮发电机护环裂纹扩展寿命的监控装置，采用C语言编写汽轮发电机护环裂纹扩展寿命的计算机软件，运行在计算服务器上，应用于汽轮发电机护环裂纹扩展寿命的监控，具体步骤为：

第一步：探伤确定汽轮发电机护环的裂纹尺寸：

在汽轮发电机抽出转子检修期间，采用超声波探伤仪确定护环裂纹的所在部位和裂纹尺寸，裂纹所在部位指的是护环表面半椭圆形裂纹中心位置的三个坐标数值，裂纹尺寸指的是护环表面半椭圆形裂纹的短轴半径a₁和长轴半径c₁；

第二步：计算汽轮发电机护环裂纹所在部位的最大主应力：

对于汽轮发电机护环的表面裂纹，采用现有的有限元计算分析方法，计算冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动和110％额定工作转速超速试验共5种瞬态工况的最大主应力，分别用符号σ_1c、σ_1w、σ_1h、σ_1r和σ_10s表示；

第三步：计算汽轮发电机护环的临界裂纹尺寸：

汽轮发电机护环第i种瞬态工况的临界裂纹尺寸a_ci的计算公式为：

aci=K1C2Mσ1i2]]>

式中：

i——取值为1-5的整数；

K_1C——护环材料断裂韧性；

σ_1i——第i种瞬态工况的最大主应力；

M——与裂纹形状参数Q有关的常数，

对于表面裂纹，M=πQ]]>