СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Сварные детали турбин

Паровые турбины работают при температуре до 550°С и при давлении пара до 24 МПа. При температурах эксплуатации ГЭКс^ ^400°С применяют низкоуглеродистые стали, при ГЭКс>400°С — хромомолибденовые, хромовангдиевые стали. Хорошо сваривают­ся жаропрочные аустенитные хромоникелевые стали 12Х18НЮТ. Корпуса газовых турбин нагреваются до температуры 800°С, кор­
пуса камер сгорания —до 1000— 1050°С. Их изготовляют из спла­вов 20Х23Н18, ХН78Т. Для обеспечения надежности изделий ста­ли подвергают предварительному переплаву, например электро - шлаковому или вакуумно-дуговому. Дуговая сварка производится электродной проволокой, близкой по составу к основному металлу.

Сварные конструкции из проката в отдельных случаях подвер­гаются высокому отпуску. Сварные конструкции из отливок прохо­дят термическую обработку всегда. Все наиболее нагруженные со­единения— стыковые; в менее нагруженных деталях допускаются нахлесточные.

При расчете прочности лопаток учитывается знакопеременное усилие.

Значения допускаемых напряжений в сварных соединениях по­лучают умножением значений допускаемых напряжений основного металла на коэффициент ф аналогично расчету котлов.

Сварные роторы дискового типа (а), барабанного (б), с при­варенными полувалами (в) показаны на рис. 22.22. На рис. 22.23 показана схема расчета роторов с одним диском, подверженных нагрузке от центробежных сил. Диск разделяется на три части: полый цилиндр 2, внутренний диск 1, наружный диск 3. Нагрузка от лопаток на внешний диск обозначается рз; усилие между на­ружным диском и цилиндром—Р2, между цилиндром и внутренним диском — pi. Представленная на рис. 22.23 система имеет две сте­пени статической неопределимости. Ее решение базируется на двух 304

Коэффициенты запаса прочности п — ат/а в узлах турбин уста­навливаются следующие:

уравнениях деформации. Введем обозначения: ^№CKi"“ радиаль­

ное перемещение наружной поверхности внутреннего диска от на­грузки ръ центробежных нагрузок и неравномерной температуры; U ИЛ1 — радиальное перемещение внутренней поверхности цилинд­ра на участке сопряжения с диском от нагрузок р и Р2, центро­бежной силы, неравномерной температуры; — радиальное

перемещение наружной поверхности цилиндра от pi и рг, центро­бежных нагрузок и неравномерной температуры; £/ДИСКа — радиаль­ное перемещение внутренней поверхности наружного диска от ука­занных нагрузок и температуры.

Условия деформации

{/ =ф ; (22.43)

ДИСК» I ЦНЛ|’ ' >

V =V (22.44)

ДИСКа > ЦИЛа ' '

позволяют разрешить статическую неопределимость.

От всех указанных сил и температуры определяют напряжения во всех элементах ротора. Если ротор конструируется многодисковым, схема расчета остается прежней.

Сварные конструкции роторов име­ют преимущества перед цельнокова­ными; их можно изготовлять из от­дельных поковок относительно неболь­ших размеров, применять разнород­ные металлы: для дисков — высоко­качественную сталь, для кольцевых частей — перлитную.

В паровых турбинах (рис. 22.24) сварная диафрагма состоит из обода/, нижней 4 и верхней 2 бандажных лент, тела диафрагмы 5, направляю­щих лопаток 3. Точность изготовления диафрагм очень высокая во избежа­ние потери мощности. Допуск на шаг лопаток составляет ±0,15 мм. Предъ­являются высокие требования к по­грешности угла поворота лопаток.

Как правило, лопатки устанавливают­ся в пазы бандажных лент с углубле­нием 2—3 мм и привариваются к ним угловыми швами. Деталь соединения направляющих лопаток с бандажной лентой и ободом показана на рис 22.23. Расчетная схема ро - рис. 22.25. тора

Рис. 22,25. Сварные соединения на­правляющих лопаток с бандажной лентой и ободом:

/ — обод; 2 — бандажная лента; 3 —ло­патки; 4 — шаговый паз в бандажной ленте

Сварные конструкции применяются широко также в гидрома­шиностроении при изготовлении рабочих колес радиально-осевых и ковшовых турбин, лопастей рабочих колес, спиральных камер, при изготовлении секторов и сварных лопаток направляющих ап­паратов.