发电机定子铁芯紧固螺栓疲劳可靠性分析

采用CT试样测量了发电机铁芯定子A3钢螺栓的疲劳裂纹扩展速率和门槛值。得到的疲劳裂纹门槛值ΔKth=7 76MPam。通过对裂纹扩展速率曲线的拟合得到描述裂纹扩展速率的Paris关系 :dadN=10 -15 10± 0 46(ΔK) 5 73± 0 3 5。利用试验得到的疲劳裂纹门槛值和Paris关系 ,结合螺栓运行实际情况 ,对受振动螺栓的疲劳裂纹萌生所需临界载荷幅和裂纹萌生后残余寿命与载荷幅间的变化关系进行了计算 ,试验结果与计算结果对电厂发电机定子铁芯紧固螺栓的疲劳可靠性评估具有重要的指导意义     

汽轮机代压转子钢30Cr2Ni4MoV疲劳性能的研究

３０Ｃｒ２Ｎｉ４ＭｏＶ钢是目前内３００ＭＷ机组较多采用的低压转子阀。汽轮机转子在运行中及在反复启动，停机时，都随疲劳载荷。在汽轮机启，停过程中，转子上的应力集中部位可能发生塑性变形而导致低周疲劳损伤，从而萌生裂纹，另外，对于转了中本身存在的缺陷或运行过程中萌生的裂纹，都有可能在以后的运行过程中扩展，因此，有必要对转子的疲劳裂纹萌生及疲劳裂纺扩展特性进行研究。     

汽轮机低压转子钢30Cr2Ni4MoV疲劳性能的研究

30Cr2Ni4MoV钢是目前国内300MW机组较多采用的低压转子钢。汽轮机转子在运行中及在反复启动、停机时,都承受疲劳载荷。在汽轮机启、停过程中,转子上的应力集中部位可能发生塑性变形而导致低周疲劳损伤,从而萌生裂纹,另外,对于转子中本身存在的缺陷或运行过程中萌生的裂纹,都有可能在以后的运行过程中扩展,因此,有必要对转子的疲劳裂纹萌生及疲劳裂纹扩展特性进行研究。     

压缩循环载荷下疲劳裂纹萌生与扩展机理分析

运用断裂力学原理，对在压缩循环载荷作用下塑性材料应力集中部位疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了分析；同时，指出了这一现象在工程实际中的重要性。     

N25－35型汽轮机叶片断裂事故分析

通过对N25-35型汽轮机断裂叶片进行宏观及微观分析，研究其断裂原因是由于叶根表面存在加工刀痕，运行过程中，产生应力集中，在交变应力作用下，首先在该处萌生裂纹，进而扩展并最终导致疲劳断裂。     

超超临界机组汽轮机转子材料25Cr2MoVA钢高周疲劳性能分析

超超临界机组汽轮机转子服役期所受的疲劳周次高于传统疲劳设计规范规定的循环周次,因此采用传统疲劳设计规范对汽轮机转子实际运行过程中超过108循环周次的部件进行疲劳寿命设计及分析是危险的。本文针对符合汽轮机转子材料要求的25Cr2MoVA钢进行了高周疲劳试验,基于无疲劳极限半对数曲线模型、有疲劳极限半对数曲线模型和有疲劳极限半对数双线性模型对疲劳试验数据拟合得到P-S-N曲线,并分析了疲劳断口形貌。结果表明:25Cr2MoVA钢108循环周次的条件疲劳强度极限为465 MPa;基于无疲劳极限模型拟合的P-S-N曲线分析超超临界百万机组汽轮机转子材料运行可靠性符合运行实际和材料本征特性要求;疲劳断口表明裂纹源均萌生于表面,裂纹扩展呈放射状;断裂试样经历过程为P-S-N曲线高应力短寿命阶段。     

锅炉捞渣机链环断裂原因分析

通过断口宏观形貌观察、化学成分分析、拉伸性能和冲击性能试验、硬度测试、断口微观形貌观察和金相组织检查等方法,对锅炉捞渣机链环断裂的原因进行了分析。结果表明:捞渣机链环的失效类型为疲劳断裂。在捞渣机运行过程中,链环弯弧段内侧近表面在残余拉应力和拉弯疲劳载荷的作用下被反复挤压磨损,晶界微裂纹在链环弯弧段内侧近表面萌生和扩展,直至断裂。     

N 25-35型汽轮机叶片断裂事故分析

通过对N25-35型汽轮机断裂叶片进行宏观及微观分析,研究其断裂原因是由于叶根表面存在加工刀痕,运行过程中,产生应力集中,在交变应力作用下,首先在该处萌生裂纹,进而扩展并最终导致疲劳断裂.     

二级过热器弯头开裂失效分析

为研究某电站锅炉二级过热器弯头裂纹的形成原因及扩展过程,对裂纹的宏观形貌、理化检测和微观组织进行了分析。研究结果表明:裂纹萌生于温度较低管内壁,在温差应力作用下产生蠕变疲劳断裂;裂纹在超温状态下发生相转变,并且高温加快了裂纹扩展速度。     

国产压水堆核电站机组主管道疲劳裂纹扩展特性实验研究

在室温条件下,对国产压水堆核电站主管道母材及其TIG接头试样进行疲劳裂纹扩展试验,并采用光学显微镜观测裂纹扩展路径,结合扫描电镜观察试样断口微观形貌。试验结果显示TIG接头的裂纹扩展速率高于母材,基于简化的四参数全范围Forman模型可以表征主管道母材与焊材全范围的疲劳裂纹扩展规律。疲劳裂纹在奥氏体与铁素体相内主要呈穿晶扩展,但在部分区域裂纹沿?/?或?/?相界产生分支。     

直埋蜗壳钢衬厚度减薄研究

本文对不同厚度钢衬下的直埋蜗壳结构进行了三维非线性有限元分析。结果表明:钢衬厚度减薄后,钢树自身等效应力、外围混凝土的拉应力及开裂范围并没有明显增大,即使在甩负荷工况下,减薄后的钢衬最大等效应力仍然远小于其屈服强度,其最大应力只有屈服强度的五分之一,钢衬的承载潜力并没有发挥出来,钢衬厚度可以适当减薄。此外,还对直埋蜗壳结构进行了超载分析,得到了外围混凝土裂纹的产生和发展过程。     

T91钢长时高温运行后塑韧性变化趋势研究

通过对某机组运行长达13万h的T91钢高温再热器管进行系列冲击试验,结合运行6万h的T91钢试样和原始管段试验结果,研究T91钢管长期高温运行后的塑韧性变化趋势.研究结果表明,随着运行时间的增加,T91钢的脆性转变温度(FA TT)出现了明显的上升趋势,表明运行过程中材料塑韧性下降;T91钢长期高温运行后(13万h)试验温度0℃以上时冲击断口表现为100％剪切断裂,韧性断裂为主;裂纹扩展过程中均只产生裂纹稳定扩展,与断口的解理断裂率为0％一致;随冲击试验温度的升高,3种试样的裂纹扩展能量Wp均增加,在相同温度下原始管段的裂纹扩展能量Wp最大.     

长期恒荷载作用下混凝土断裂过程的时变特性

大体积混凝土结构的时变断裂行为关系到结构的安全.为研究在长期恒荷载作用下混凝土的时变断裂特性,采用三种尺寸的楔入式紧凑拉伸试件,进行了荷载水平为85％最大荷载的恒定荷载作用下的时变断裂试验.试验结果表明,时变裂缝口张开位移、时变裂缝尖端张开位移与时变裂缝口张开速率均呈现出减速、稳定发展和加速破坏三个阶段的发展特征.与单...     

300MW锅炉汽包筒体水侧纵向裂纹形成机理

某电厂300 MW机组锅炉汽包中锅筒水侧出现多条纵向裂纹。通过对裂纹附近的金相组织、残余应力、硬度以及运行工况的研究,分析了裂纹形成的原因。研究结果表明:汽包裂纹附近材料珠光体中碳化物球化,球状的碳化物聚集在合金铁素体的晶界上部分连成链状组织;裂纹位于筒体瓦片压制过程中形成的较深的纵向沟痕附近,在这些部位附近出现较高的应力集中;由于水位线的波动和变负荷运行产生的交变热应力导致水位线附近部位萌生低周疲劳裂纹;母材裂纹形成的主要原因是筒体中局部的应力集中、较大的交变热应力、材料组织变化以及锅水应力腐蚀的综合作用。     

开裂混凝土中碳钢与不锈钢钢筋腐蚀速率研究

为了揭示裂缝宽度对混凝土中碳素钢与不锈钢钢筋锈蚀速率的影响,本文在钢筋腐蚀电化学理论的基础上,考虑裂缝对混凝土中氯离子和氧气输运的影响、氧气对钢筋锈蚀的作用,建立开裂混凝土数值模型探究了钢筋的腐蚀过程。通过与试验结果的对比分析验证了数值模型的正确性,并以此为基础开展了参数敏感性分析。研究结果表明：阳极极化过程和氧气供给是影响钢筋腐蚀速率的两大制约因素,裂缝除了能够提前钢筋由钝态转化为腐蚀态的时刻,也会对碳钢腐蚀稳定后的腐蚀速率大小产生影响,减小裂缝宽度和氯离子扩散系数能有效限制钢筋的腐蚀速率。与碳素钢筋相比,即使在更恶劣的侵蚀条件下不锈钢钢筋仍表现出了更好的耐蚀性能。     

静水压力作用下混凝土断裂全过程数值模拟研究

基于起裂韧度扩展准则和Paris位移公式，推导了静水压力作用下混凝土楔入劈拉试件外荷载和裂缝张开位移的理论表达式，采用数值迭代方法计算模拟了裂缝断裂全过程。研究了水压力对混凝土断裂全过程的影响，进一步分析了不同水压力作用下峰值荷载和临界裂缝张开位移的参数敏感性。研究结果表明：采用本文方法计算的裂缝扩展全曲线与试验结果对比较好；水压力和初始裂缝长度影响荷载-裂缝张开位移(P-CMOD)曲线，随着水压力的增加，峰值荷载和临界裂缝张开位移均减小；随着初始裂缝长度的增大，水压力对裂缝扩展全过程曲线的影响更加明显。     

基于模态分析的GIS盆式绝缘子裂纹缺陷检测方法研究

GIS盆式绝缘子的缺陷检测对于保障电力系统安全运行具有重要意义。振动法由于具有检测灵敏度高和无损检测等优点成为当前电力设备故障诊断研究的热点问题。为给振动法检测盆式绝缘子开裂提供理论指导,文章建立了正常或含有缺陷盆式绝缘子的三维模型,采用有限元法计算了盆式绝缘子在不同气室压力和不同裂纹大小时的模态频率。研究结果表明,当盆式绝缘子无裂纹时,绝缘子会出现重根模态,而当盆式绝缘子有裂纹时,绝缘子没有重根模态。当盆式绝缘子下表面压力较小时,与两侧气室压力相同时相比,模态频率呈下降趋势,而当盆式绝缘子上表面压力较小时,模态频率呈增加趋势。盆式绝缘子存在裂纹时,模态频率呈下降趋势,随着裂纹深度的增加,模态频率下降幅度也会增大。计算结果表明采用振动法检测盆式绝缘子机械状况具有可行性。     

含裂纹构件剩余寿命的一种概率断裂力学分析方法

本文提出了一种含裂纹构件剩余寿命的概率断裂力学分析方法。该方法不仅考虑了材质的不均匀性和使用工况的波动性对构件剩余寿命的影响,而且还考虑了裂纹扩展引起构件剩余强度逐渐降低,以及新的疲劳裂纹不断萌生等因素对构件剩余寿命和可靠性的影响,从而给出了较为符合实际情况的含裂纹构件剩余寿命和可靠性随使用时间变化的一般规律。并以某船用锅炉汽水联箱为例,通过其实测和试验数据,得到了相应的数值结果。为分析该锅炉当前使用状况的可靠程度以及合理地确定其检修时间,提供了定量的技术参考依据。     

The influence of short-term strength on the notch sensitivity and crack growth resistance of the metal of rotors under creep conditions

Comparative assessment of the effect the yield strength has on the characteristics of EI-415 steel under creep conditions is carried out based on the results from long-term (for more than 70000 h) tests of notched samples at an elevated temperature. The metal of three rotors (EI-415 steel) (one after it had been in operation for 137000 h and the other two in the delivery state with relatively increased and decreased levels of yield strength) was used as material under study. The notch sensitivity was evaluated from the ratio between the long-term strength of smooth samples and that of notched samples tested for long-term strength with recording the crack opening width. The resistances to crack incipience and to crack growth with a preset rate were determined from the lengths of cracks appeared at the end of two auxiliary notches of a smaller depth, and the creep fracture toughness was calculated from the break conditions. It is shown that the metal the properties of which are at the lower boundary of yield strength requirements is slightly more advantageous in the level of the above-mentioned characteristics.