转子护环服役期的延长.pdf

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1、22转子护环服役期的延长2014．N转子护环服役期的延长(罗马尼亚)PaulCIj]AC等[摘要]本文研究了汽轮发电机护环领域至今依然存在的一些旧有问题：护环钢材质与环境、护环检验、维护检验以及应力分析。罗马尼亚的原始设备制造商生产的电机发生的一些特殊状况就是非常简单的例证。因此，有限元分析方法被用于定量计算正常工况下护环的应力分布。通过本文研究，基于对本课题和相关技术领域的较好的理解，作者希望帮助实现热电厂的三个主要目标：现有护环的安全运行，增强发电厂的效率以及降低维护费用。[关键词]转子护环；环境；应力腐蚀裂纹；检验；试验；维修；应

2、力分析在运行中，由于装载在护环底面的铜线分布并不1前言完全平坦，再加上从极点到绕组面时热套配合面的刚现代工程的一个主要特征是大量超过使用寿命的度的变化，护环从停滞到运行时可能会引起椭圆运动电机仍在继续运行。不过，实践表明，汽轮发电机的效应。为补偿在护环端部的椭圆运动效应，在护环里使用年限可显著超出原始设备制造商(OEM)所规定的面热套配合一个中心环。由于没有锻造收缩，中心环使用寿命。护环一般为汽轮发电机中承受最大应力的在护环端部的径向方向产生刚度。部件。护环至关重要，因为当在机械上失效时会给电2护环材质与环境机带来灾难性的后果。因此，护

3、环得到参与机组检查和维护的电厂人员的高度关注。2．1无磁性18％Mn-18％Cr奥氏体合金钢护环用来对抗运行时产生的离心载荷以固定转子现代发电机转子护环的典型材质为高强度无磁性奥氏体合金钢18％MI卜l8％Cr(也称为18Mn一18Cr，或绕组的端部绕组铜线。护环在转子每端各有一个，热简称一)。护环在发电机转子产生的磁场中运行，套配合在转子锻件主体上。热套配合的设计目的是：会在电磁场的作用下发热，从而产生热损耗。使用无即使转子在最高转速和发生电气故障发热状态下护环磁性材料可降低热损耗，提高发电机效率。另外，这仍能与转子保持紧密接触；即使

4、在最极端的故障状态种材料抗水压腐蚀斑点和裂纹的能力很强，而这是其下，绕组线圈始终能完整和持续地保持工作。图l显示他绝大多数护环材料所不具备的。不过，护环不能耐了线圈／槽／护环布置【1】。在热套配合面还为某些异常工受含有盐类(卤化物)或铜离子的湿气侵袭，即使况下的表面电流循环提供电流通道，并且必须保持接l8％Mn_18％Cr~不能幸免【钔。而且，正如一些文章触状态以使电弧和随之而来的相关损害降到最低。所述L5J，在l8．18护环的热套区域出现磨蚀疲劳可能会引起多条裂纹，沿45。角发生裂纹生长是转矩疲劳的标护环志。2．218％Mn-5％Cr

5、奥氏体合金钢槽和槽楔对于l8Mn-4Cr或l8Mn-5Cr旧式护环，保持潮气隔离非常重要。只要这些旧式护环还在运行，晶间应力腐蚀裂纹问题仍然是一个重要课题。当转子从定子膛抽出时，护环发生腐蚀可能会导致在以后运行中失效转子端部绕组(压力腐蚀裂纹)。许多工厂仍在继续运行l8Mn-5Cr护环。鉴于此，对这些护环保持严格的管理就显得非常重要。这些管图l发电机护环与支撑线圈端部绕组理措施主要指在护环运行和存储期间保持潮气隔离，国外大电机23当转子从膛中抽出时对护环进行仔细的无损检测。对40ram的空气间隙)带来了无损检测设备的改进，以前护环内壁进

6、行无损检测时，护环的隔离非常重要，因需去磁才能采用的信号处理系统，现在可以直接应用。为转子暴露在环境中时绝大多数潮气倾向积聚在护环系统可进行环内径的超声检验(1．27mm裂纹探测极内壁。限)和环外径的涡流检验(1．27mm裂纹探测极限)IlJ。如果机组闲置时，护环仍保持受压，在有潮气存曾有量化研究表明引起突然失效的实际裂纹深在的情况下将会发生压力腐蚀裂纹。当储运期间可采度，例如即使裂纹有15．25mm深、26．95ram长，护环在取以下措施或技术来保持潮气与护环的隔离：失效前也能坚持很长时间。因此，现在已经开发出一·护环上不允许放置浸有

7、水或其他任何液体的毯种概率寿命评估计算机代码“RRing．Life”(美国电力研子。究所．EPRI)以统计所有的因素可能对裂纹萌生、裂纹．·转子上不允许局部放置帐篷帆布(点接触容易生长乃至最后失效造成的影响。同样的，对于存在于引起冷凝)。护环中的任何裂纹，可用“CrackPred”(裂纹预测)电·外壳中放置除湿机。脑软件来计算裂纹生长，以确定下一次建议的检查时·当不运行时在机组中供应干燥氢气(如果有的间，即在计算的裂纹生长达到I临界裂纹尺寸之前⋯。话，或CO：)(例如当长时间盘车回转或闲置时)。不论在运行或在检查期间，在转子周围保持干燥

8、4维护测试清洁的环境都极端的重要【2】。按计划进行维护在过去和现在依然是电厂临界设3护环检查备维护的主要思想。无论如何，应遵循原始设备制造商在护环防护方面的建议【2】。护环的定期检查被广泛应用(包括目视和无