水泵水轮机顶盖/座环联接件应力幅分析

螺栓应力幅的大小直接关系到螺栓的疲劳寿命。本文借助数值有限元方法,分析大型水泵水轮机顶盖与座环双法兰联接结构中外载荷的分配以及被联接件和联接件刚度对载荷分配的影响,并使用变量化参数化方法分析顶盖和联接螺栓结构参数对螺栓应力幅的影响,找出影响螺栓应力幅的关键结构参数,对大型水泵水轮机顶盖与座环联接结构设计提供参考和借鉴。     

水泵水轮机顶盖/座环联接件应力幅分析计算

螺栓应力幅的大小直接关系到螺栓的疲劳寿命。本文借助数值有限元方法,分析大型水泵水轮机顶盖与座环双法兰联接结构中外载荷的分配,以及被联接件和联接件刚度对载荷分配的影响,并使用变量化参数化方法分析顶盖和联接螺栓结构参数对螺栓应力幅的影响,找出影响螺栓应力幅的关键结构参数,对大型水泵水轮机顶盖与座环联接结构设计提供参考和借鉴。     

水轮机顶盖部分螺栓破坏对剩余螺栓强度影响研究

水轮机组关键螺栓的安全状态对机组的稳定运行具有重要作用。针对水轮机顶盖关键螺栓破坏而易导致重大事故的问题,基于ANSYS有限元软件,建立了某轴流式水轮机组座环顶盖及螺栓的三维有限元分析模型,计算了顶盖螺栓全部完好时的的工作性能,考虑部分螺栓松动或断裂,分析剩余螺栓的承载重新分配情况和受力性能,并分析研究了螺栓松动或断裂数量、断裂位置分布对应力的影响。结果表明：部分螺栓失效后,由于受力和承载的偏心及不对称,剩余螺栓的应力值显著升高;螺栓发生松动破坏时,剩余螺栓的最大应力小于螺栓发生断裂破坏时的应力;螺栓发生破坏的数量越多,剩余螺栓承受的应力越大,当8根螺栓发生集中断裂时,剩余螺栓最大应力增幅为13%,达到材料屈服强度的76%,存在极大安全运行隐患。     

预紧力作用下水轮机顶盖螺栓刚强度分析

水轮发电机组关键螺栓的安全状态对机组的稳定运行起着重要作用。若螺栓发生断裂,可能导致水淹厂房的重大事故。该文采用ANSYS有限元软件,对某水电站水轮机顶盖连接螺栓进行强度分析,计算了顶盖螺栓在水轮机不同运行工况以及螺栓在不同预紧力情况下顶盖的变形和螺栓的应力分布。结果表明：顶盖螺栓在承受最大水头作用下,水轮机满负荷运行时承受最大应力,其值为181.24 MPa,小于螺栓安全承载极限,故螺栓安全;但螺栓的应力集中明显,现实情况中应多监测螺栓与法兰把合面处的应力大小,保证水轮机组的安全运行。     

超(超)临界汽轮机汽缸紧固螺栓疲劳-蠕变断裂的研究

调峰机组频繁调整负荷，汽轮机汽缸紧固螺栓处于疲劳-蠕变交互作用，对紧固螺栓多轴应力下疲劳-蠕变损伤的研究对调峰机组安全运行和维修具有重要意义。该文对镍基合金Nimonic 80A进行了550℃下单轴及空心螺栓的疲劳-蠕变断裂实验，应用Chaboche-Nouaihas模型，用有限元软件ABAQUS模拟了空心螺栓的疲劳-蠕变过程。结果表明，与空心螺栓的纯蠕变断裂不同，疲劳-蠕变断裂发生在应力集中的螺纹处，有限元计算结果与实验结果吻合较好。     

130t／h锅炉汽包凹槽浅插式接管结构的疲劳寿命估算（二）

在第一部分应力分析的基础上,计算了实验工况下１３０ｔ／ｈ锅炉汽包危险部位的交变应力幅值,按Ｐａｌｍｇｒｅｎ－Ｍｉｎｅｒ线性累积损伤理论确定其周疲劳寿命。通过分析计算提出了一种以疲劳强度减弱系数Ｋｆ来计算应力幅度的汽包疲劳寿命简化估算方法。     

汽轮机中压联合汽阀螺栓疲劳-蠕变交互作用剩余寿命评估

针对汽轮机高温紧固螺栓的蠕变、疲劳及蠕变 -疲劳交互作用三种失效模式,以某典型中压联合汽阀螺栓为例对影响螺栓蠕变寿命、疲劳寿命以及蠕变与疲劳交互作用时的寿命的因素进行了计算、分析。分析表明：中压联合汽阀螺栓的预紧应力对螺栓的蠕变损伤量有较大的影响,预紧应力增加则所产生的蠕变损伤量增加;调峰运行方式下,疲劳寿命随着螺栓热应力的增加而降低增加。螺栓的螺纹固定端第 1圈螺纹应力集中对蠕变寿命和疲劳寿命有较大影响。中压联合汽阀螺栓剩余寿命可安全运行 6个检修周期,不能满足机组设计寿命的要求,需要采取降低参数运行、缩短检验周期或者在 6个检修周期后更换中压联合汽阀螺栓的措施。     

平均应力修正法在汽轮发电机组轴系应力计算中的应用

分析了寿命当量法和损伤当量法修正平均应力效应的机理,给出了损伤当量法的平均应力修正公式。以低-发联轴器材料26Cr2Ni4MoV钢为例,利用有限元法(ANSYS软件)计算了变幅和等幅非对称扭应力载荷下危险截面的疲劳损伤情况。结果表明,在计算恒幅非对称循环载荷下疲劳寿命损伤时,2种方法计算精度相差无几;在计算复杂载荷下疲劳寿命损伤时,用平均应力效应的损伤当量法能显著提高疲劳寿命估算精度。     

次同步振荡引起的发电机组轴系疲劳损伤

为提高电网输送能力而被广泛采用的各种电力电子装置可能会带来电网次同步振荡风险。文中针对电网可能发生的次同步振荡现象,分析600MW汽轮发电机组轴系结构,通过机网耦合计算分析次同步振荡引起的机组轴系扭振,采用应力分析和疲劳寿命计算分析次同步振荡对机组轴系的疲劳损伤。研究了不同参数所引起的轴系扭振特点,重点比较次同步振荡幅值和频率对轴系疲劳损伤的影响。分析和研究结果将有助于提高机组寿命管理水平,有效评估电网波动容许值。     

风电场机组偏航轴承与底座连接螺栓断裂原因分析及处理

风电场机组在运行之中,会产生不同频率的摆动,这种摆动含有一定的交变应力,造成螺栓的预紧力降低,预紧力的降低会造成螺栓的断裂,这次风电场机组偏航轴承与底座连接螺栓断裂,就是由此类因素造成,本文介绍了螺栓断裂的原因、分析、处理及螺栓的现场施工方法。     

水泵水轮机顶盖螺栓应力实测分析北大核心CSCD

水泵水轮机启停频繁、工况多变,内部流态复杂,顶盖在运行过程中受到复杂的水推力作用。连接顶盖和座环的高强度螺栓在不同工况下,应力水平和变化具有较大差别。螺栓的受力特性直接关系到机组的运行安全,因此,有必要全面了解顶盖螺栓在典型工况下的应力水平。本文依托宝泉蓄能电站水泵水轮机组开展顶盖螺栓应力实测工作。采用电阻应变法,选取螺柱中间截面上均布的4个应力测点,通过测量螺栓表面微应变得到螺栓应力。测试得到了螺栓在预紧、水轮机满负荷、甩负荷、水泵零流量及水泵正常运行工况下的应力结果,为顶盖螺栓和机组安全评估提供了基础数据,也为后续顶盖螺栓的设计提供参考。     

超超临界机组镍基螺栓断裂失效分析

某超超临界660 MW机组的中压调节阀部分镍基螺栓(材料为GH783合金)发生断裂,通过宏观检验、金相检验、SEM及能谱分析、合金成分分析和力学性能检验,对螺栓失效原因进行分析。分析发现:在螺栓热紧过程中,其中3根螺栓中加热棒局部高温导致螺栓孔内壁材料烧损,裂纹萌生于内孔烧损处,并在正常服役条件下裂纹扩展导致螺栓发生断裂,致使剩余螺栓承受过高载荷及附加弯曲应力。螺栓服役过程中有因环境温度变化等产生的交变应力,以及材料本身在高温环境下性能的劣化,导致部分螺栓发生早期疲劳断裂及一次性脆断。在分析螺栓断裂基础上,提出规范热紧工艺、提高螺栓内外表面的加工精度和重新评估GH783合金材料螺栓在600℃下服役的可靠性等建议。     

风电机组变桨轴承螺栓疲劳寿命研究

为实现大型水平轴风电机组轮毂与变桨轴承联接高强度螺栓的抗疲劳设计,提出基于有限元非线性分析的疲劳强度校核方法。本文建立了轮毂与变桨轴承联接高强度螺栓的非线性有限元模型,考虑变桨轴承螺栓联接系统刚度分配,特别考虑变桨轴承在工作过程中刚度随接触角变化的影响,得出螺栓内应力与外力的的非线性关系。通过载荷二维线性插值得到螺栓时序应力,由雨流计数和累积损伤计算得到整圈螺栓疲劳累积损伤分布,并进一步找到最大累计损伤位置。在此基础上,计算并分析螺栓材料疲劳性能、螺栓预紧力、螺栓数量与法兰厚度等对最大累计损伤的影响。结果表明,所提出的方法和流程在变桨轴承螺栓疲劳强度分析与校核上具有可行性和有效性。     

某灯泡贯流式机组水导轴承安全性评价研究

本文通过开展交变应力测试,并采用Goodman模型对灯泡贯流式机组水导轴承进行疲劳分析,分析结果表明:疲劳许用交变应力为116.9 Mpa,水导轴承交变应力最大值为13.7 Mpa,远小于疲劳许用交变应力,水导轴承异常振动不会对机组水导轴承运行构成较大安全风险。本文对国内外水电厂分析及评价同类型问题有较大借鉴意义。     

U型螺栓失效断裂原因分析

某汽轮机组在运行过程中空冷岛风叶U型螺栓发生断裂,利用宏观形貌观察、化学成分检测、金相组织观察、断口微观形貌观察及力学性能测试等方法对U型螺栓的断裂原因进行综合性失效分析。研究结果表明,由于螺栓的规格选用存在问题,导致U型螺栓的弯曲半径小于风叶轮毂半径,从而使螺杆内弧侧与风叶轮毂的接触部位因长期磨损而形成应力集中,并诱发疲劳源。同时,U型螺栓1的螺杆内弧与直杆过渡处存在一定程度的弯制残余应力,最终,在拉应力、弯制残余应力及风叶振动所产生的交变应力的综合作用下,疲劳裂纹源加速扩展,导致螺栓的断裂失效。     

超超临界机组中压汽门阀盖Alloy783合金螺栓断裂失效分析

超超临界机组汽轮机中压联合汽门(中压汽门)阀盖Alloy783合金螺栓断裂会对人身和设备安全造成极大威胁。为了研究造成Alloy783合金螺栓断裂的主要因素,本文以断裂的Alloy783合金螺栓为研究对象,对螺栓进行了整体数据统计、宏观检查、显微组织分析及力学性能试验。结果发现:Alloy783合金螺栓断裂位置无明显规律,且存在纵向裂纹,因此由于预紧力过大导致断裂的可能性不大;断裂螺栓Alloy783合金中一次?相偏析明显,呈条带分布,晶界二次?相析出较少,分析认为主要由于固溶处理及其后的?时效热处理不充分所致;所有断裂螺栓的疲劳裂纹基本沿晶界扩展,这主要是由于应力促进晶界氧化并导致疲劳裂纹沿着氧化损伤区扩展,裂纹扩展速率由晶界氧化速率控制;断裂螺栓抗应力促进晶界氧化能力差主要是由于晶界缺乏二次?相。     

白莲河水泵水轮机导叶 中轴套压板螺栓断裂分析与探讨

白莲河抽水蓄能电站自2009年首台机组投入运行以来,中轴套压板紧固螺栓多次出现断裂,导致中轴套位置出现漏水情况。本文通过螺栓断口宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验以及螺栓受力分析等方法,对导叶中轴套压板紧固螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:在机组频繁启停机过程中,该导叶中轴套结构形式会使固定装置受到切向力与径向力共同作用的交变载荷,因此螺栓除受轴向载荷作用外,还承受了较大的周期性弯曲应力和剪应力作用,属于低周疲劳破坏。     

汽轮发电机风扇座环变形对风叶把合螺栓疲劳寿命的影响

采用有限元方法分析了风扇座环热套后的变形情况以及螺栓在变形螺纹孔中应力分布的变化情况。结果表明:当风扇座环存在较大的热套变形时,该变形会对把合螺栓的应力分布和疲劳寿命产生较大的影响,在螺栓强度分析时应充分考虑该影响因素。     

汽轮机高压旁路取压管振动交变应力分析

某火电机组高压旁路（以下简称“高旁”）系统投入使用时，因振动过大导致附属取压管断裂。进行减振改造后，需分析取压管的振动交变应力水平，评估其安全性。为此，通过应变测试法测量了高旁阀前后压差和开度变化情况下取压管曾开裂位置的振动交变应力水平，分析了取压管振动交变应力幅与高旁阀前后压差及其开度之间的关系，并给出取压管线可能发生疲劳断裂的临界操作参数，即当高旁阀开度为35%，高旁阀前后压差超过3.70 MPa时，取压管可能发生疲劳断裂。最后，通过分析得出结论：高旁管路振动以高频振动为主，其原因为高频声能激发并放大管道的高频壳壁振动。     

贯流机组主轴疲劳强度计算及其影响因素分析

贯流机组的主轴采用卧式结构布置,工作时受到交变应力的影响,并且危险部位处于工作介质水中,容易造成疲劳破坏。笔者以一实际机组的主轴作为研究对象,计算了主轴疲劳强度及应力集中系数,并对影响主轴疲劳寿命的因素进行分析。