[发明专利]一种应用于燃气轮机压气机拉杆螺栓的故障分析方法

说明书

本发明公开了一种应用于燃气轮机压气机拉杆螺栓的故障分析方法，包括以下过程：S1，现场对拉杆螺栓和螺母的损伤情况进行勘查；S2，获取燃气轮机的运行历史数据，判断燃气轮机是否存在非正常运行的问题；S3，获取燃气轮机的检修历史数据，判断燃气轮机是否存在检修问题；S4，对拉杆螺栓和螺母进行理化检验和外形检查，判断拉杆螺栓和螺母是否存在材料、制造或安装的问题；S5，建立转子的有限元模型，判断拉杆螺栓和螺母是否存在的设计问题；S6，将S1‑S5得到的判断结论进行汇总，判断得出拉杆螺栓和螺母的故障原因。综合考虑了多种因素，固化了故障分析流程，提高了燃机拉杆转子故障分析的效率。

技术领域

本发明属于故障分析领域，涉及一种应用于燃气轮机压气机拉杆螺栓的故障分析方法。

背景技术

压气机拉杆螺栓是构成燃气轮机转子的重要组成部件，对于大功率的重型燃气轮机来说，压气机拉杆螺栓一般以周向环状布置，工作条件具有转速高、温度高、载荷变化复杂的特点，这对压气机拉杆螺栓的设计、制造、安装等环节都提出了苛刻的要求。由于拉杆组合转子是燃气轮机的核心工作部件，其故障占据了燃气轮机总故障数的六成左右，为燃气轮机的持续安全运行带来很大的隐患。

但现有技术中对燃机故障分析缺乏样本和经验，仅对普通螺栓力学行为有一定的研究。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种应用于燃气轮机压气机拉杆螺栓的故障分析方法，综合考虑了多种因素，固化了故障分析流程，提高了燃机拉杆转子故障分析的效率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种应用于燃气轮机压气机拉杆螺栓的故障分析方法，包括以下过程：

S1，现场对拉杆螺栓和螺母的损伤情况进行勘查；

S2，获取燃气轮机的运行历史数据，判断燃气轮机是否存在非正常运行的问题；

S3，获取燃气轮机的检修历史数据，判断燃气轮机是否存在检修问题；

S4，对拉杆螺栓和螺母进行理化检验和外形检查，判断拉杆螺栓和螺母是否存在材料、制造或安装的问题；

S5，建立转子的有限元模型，判断拉杆螺栓和螺母是否存在的设计问题；

S6，将S1-S5得到的判断结论进行汇总，判断得出拉杆螺栓和螺母的故障原因。

优选的，S2中，获取燃气轮机的在故障发生前3-5个月的运行历史数据。

优选的，S2中，燃气轮机非正常运行问题包括过负荷、超速、非正常甩负荷和非正常停机。

优选的，S3中，检修问题包括检修周期不合规、不及时、不规范、漏检和误检。

优选的，S4中，理化检验包括化学成分分析、力学性能试验和金相组织检验。

优选的，S4中，外形检查的对象为断口与承载面的表面形貌。

进一步，外形检查采用宏观检查、低倍观察、扫描电镜观察和/或微区成分分析。

优选的，S5中，有限元模型建立后，采用数值方法对其进行强度分析，模拟拉杆组合转子实际承受的载荷情况，得到拉杆螺栓和螺母在上述载荷下的形变和应力分布特征，进而判断拉杆螺栓和螺母是否存在设计的问题.

进一步，拉杆组合转子实际承受的各种载荷情况包括预紧力、重力和旋转离心力。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：