汽轮机焊接转子接头残余应力研究三:125MW及1000MW汽轮机低压焊接转子产品残余应力

在测试转子模拟件外圆、内圆、剖面处热处理前后的残余应力分布的基础上,在研究弹性槽对根部打底焊缝处残余应力的影响以及盖面焊缝下方4～5层焊道处残余应力的分布的基础上,测试了125 MW及1 000MW实际火电低压焊接转子接头处的残余应力.结果表明,实际产品残余应力的分布与模拟件相似,数值更小;不同结构均承受- 120 MPa左右的轴向压缩应力,切向应力可被忽略.相关结果对掌握焊接转子残余应力分布提供了重要参考.     

汽轮机焊接转子接头残余应力研究四:核电焊接低压转子1∶1验证件接头区残余应力分布

焊接区残余应力的研究对核电低压转子制造工艺、服役安全性以及应力腐蚀评价均有重要的参考作用。测试了百万级核电焊接低压转子1∶1验证件接头区热处理前后残余应力分布,结果表明,现有热处理工艺对降低焊接残余应力是可行、有效的,且测量数据反映出焊接过程比较稳定。相关结果对掌握焊接转子残余应力分布提供重要参考。     

汽轮机焊接转子接头残余应力研究二:带有弹性槽的30Cr2Ni4MoV模拟件热处理前后残余应力变化

在测试25Cr2Ni2MoV钢核电转子模拟件外圆、内圆、剖面处热处理前后的残余应力分布的基础上,进一步研究了弹性槽对根部打底焊缝处残余应力的影响,测量了盖面焊缝下方4～5层焊道处残余应力的分布。结果表明,弹性槽对缓解根部应力有显著作用,盖面焊缝下方4～5层焊道处存在超过屈服极限的纵向拉应力;热处理后,残余应力大大降低,且保持较好的应力状态。相关测量工作肯定了实际生产工艺对控制残余应力的有效性。     

核电汽轮机低压焊接转子热处理残余应力的数值分析

利用ABAQUS建立了大型核电低压转子焊接轴对称有限元模型,基于ABAQUS子程序DFLUX编制了焊接热源模型,实现了焊接过程的数值模拟,并通过计算分析获得焊缝区域的残余应力分布规律,探讨了热处理对焊接残余应力分布规律的影响.结果表明:焊接残余应力分布局限于焊缝及其影响区,总体上关于焊缝对称分布,对转子其他部位应力分布未产生影响;热处理后,转子外表面上焊缝无双向拉伸的应力状态,残余高应力分布于焊缝中部位置;热处理工艺对降低焊缝残余应力峰值及应力梯度效果显著.     

汽轮机焊接转子接头残余应力研究五:低压转子锻件焊接修复及热处理后残余应力

残余应力是影响转子焊接修复安全可靠性的因素之一,通过残余应力的测量,可评价焊接修复工艺,并对优化修复工艺提供参考,因而具有重要的工程应用价值。测试了采用埋弧焊方法进行堆焊和焊后热处理修复的低压转子原汽轮机端靠背轮外圆堆焊区残余应力。结果表明,现有热处理工艺对降低焊接残余应力是可行有效的,且测量数据反映出焊接过程比较稳定。相关结果对评估堆焊修复可靠性提供重要参考。     

汽轮机转子残余应力及其测定

转子锻件在生产过程中完全避免残余应力是不可能的。残余应力通常发生在热处理操作过程中。转子工作的总应力由动态应力和残余应力复合而成。后者将影响转子工作的稳定性和功能特性。为此,在转子锻件技术条件中规定了允许残余应力的水平,通常为转子材料实际屈服强度的8％。尽管在应力测试技术上有了许多进展,目前尚不可能从理论上预测精确的残余应力水平。因此,要评定残余应力,必须依赖于对转子表面进行测量。我国转子锻件技术条件中残余应力的测定方法,到目前为止仍然普遍采用着传统的割环法。这种方法建立在虎克定律最基本的公式的基础上,是一种最直观和大家普遍采用的方法。但是对于大直径转子,采用这种     

大型核电汽轮机焊接转子残余应力数值模型研究

大功率汽轮机是核电站中的关键动力设备,转子是核电汽轮机中的关键部件,其安全可靠性是汽轮机正常运行的重要保证,由于锻件尺寸的限制,大功率核电汽轮机广泛采用焊接转子.焊接过程中产生的转子热应力和残余应力将可能导致焊缝及其附近区域发生过量变形,诱导裂纹萌生,并影响焊接件的疲劳强度.建立了焊接转子的轴对称和三维有限元模型,研究了大型核电汽轮机焊接转子的变形和残余应力分布规律,获得了焊趾上各点的应力和最大残余应力及其发生区域.所得结果对控制焊接转子质量和结构优化设计具有重要的指导意义.     

LNG运输船独立液罐焊接残余应力分析

LNG(液化天然气)运输船舶建造过程中,焊接残余应力不仅可能使LNG运输船独立液罐产生裂纹,还可能与外加载荷叠加后改变独立液罐的承载能力。因此要了解独立液罐焊接后的应力分布,就有必要对其焊接残余应力进行有限元分析。应用轴对称模型及单元生死技术研究了某LNG运输船舶独立液罐焊接残余应力的分布规律,参照现有国标对独立液罐坡口尺寸进行了对比研究,探讨了坡口尺寸与焊接残余应力之间的关系,以及热处理对焊接残余应力的影响。研究结果表明:在独立液罐坡口角度为最小建议值的情况下,焊接残余应力(等效应力)随坡口深度的增大呈先减小后增大的趋势,当坡口深度为6 mm时,其残余应力达到最小值;与V型坡口角度和U型坡口角度相比,坡口深度对焊接残余应力的影响更加显著;结合实际结构及工艺,为减少焊接残余应力,尽量选择较小的坡口深度和坡口角度;独立液罐焊后热处理可以降低其焊接残余Mises应力,降低幅度达到了21%。研究结果为独立液罐焊接结构的设计、生产工艺的优化及降低焊接残余应力提供了理论依据。     

层间温度对TP91钢焊接残余应力的影响

通过建立线性焊接的广义平面应变单元的二维(2D)横截面模型,在2D横截面残余应力模型中采用大量的简化参数分析和数据,完成了TP91钢焊接残余应力的有限元数值模拟。在热分析单元模型下得到TP91钢管对接焊形式下的温度场分布情况,然后利用热结构耦合的方法得到TP91钢管的瞬态焊接应力场及焊后残余应力,并分析层间温度对TP91钢残余应力的影响。     

汽轮机转子焊接的三维有限元数值模型研究

大功率汽轮机是火电和核电站中的关键动力设备,转子则为汽轮机中的关键部件,其安全可靠性是汽轮机正常运行的重要保证。采用焊接转子可作为解决大尺寸转子制造的有效手段,转子焊接过程中的热应力及残余应力是评估转子安全性的重要参数。文中以三维热弹塑性有限元计算理论为基础,对于一个模型转子,建立了其焊接过程热应力耦合模型,获得了焊接过程中热影响区热应力的详细分布以及随时间的变化、转子焊接冷却完毕时残余应力分布及应力峰值。研究结果表明,焊接导致的高残余应力分布于焊缝区。本文的结果对控制焊接转子质量具有重要的参考价值。     

基于支持向量回归机的汽轮机转子应力修正系数模型

提出了基于支持向量回归机的汽轮机转子应力修正系数预测方法.介绍了支持向量回归算法及其参数选择,并将该算法应用于某600 Mw汽轮机高中压转子应力修正系数的建模计算,同时与径向基神经网络模型所预测的结果进行了对比,结果表明:基于支持向量回归机的计算模型可以对转子的应力修正系数进行准确估算,具有更好的计算精度和泛化性能.     

喷丸对汽轮机叶片残余内应力影响的研究

汽轮机末级叶片经局部高频淬火后其防水蚀抗力得到提高,然而由于过渡区的存在,导致叶片整体性能恶化。喷丸工艺可以改善过渡区的残余应力分布和提高汽轮机叶片的疲劳性能。研究了喷丸前后汽轮机末级叶片（909mm叶片和40in叶片）的残余内应力分布特点。研究表明,喷丸能优化汽轮机叶片表面的残余应力状态,引入有益的残余压应力,为提高其疲劳性能提供保障。     

喷丸强化处理对核电汽轮机低压叶片表面残余应力的影响

文章采用喷丸强化处理的方法对核电汽轮机低压叶片进行了表面处理,研究了喷丸强化处理对叶片表面残余应力的影响。实验结果表明：喷丸强化处理能够显著提高叶片表面的残余压应力并使残余压应力分布较均匀且不会在叶片表面形成微裂纹等有害缺陷。     

汽轮机转子热应力在线监测模型研究

从轴对称导热微分方程出发,根据汽轮机转子的特点,对转子模型进行简化,推导出汽轮机实心转子温度分布和热应力理论计算公式。此模型不仅可以用作实心汽轮机转子热应力理论分析、疲劳寿命计算,更方便用于转子在线监测,为汽轮机的安全启停和状态检修提供依据。     

超临界汽轮机高中压转子弯曲及异常振动的分析与处理

针对部分660 MW超临界汽轮机在试生产阶段发生的高中压转子永久性弯曲事故,通过研究各机组的异常振动特征及其发展趋势,分析了高中压转子残余内应力的形成机理及其分布规律,确定了转子弯曲的主要原因是:热处理不当导致部分轴段形成残余内应力,并进而引发强烈轴振.为此,对转子再次采取适当的去应力回火技术,并结合机械切削加工和高速动平衡技术,消除了弯曲与振动异常.此外,还提出了一些合理的建议.     

采用热流法计算汽轮机转子表面热应力

通过对热量流动的分析,推导出汽轮机转子温度分布的表达式。同时根据温度分布,考虑汽轮机转子表面的应力集中,给出转子表面的热应力计算公式。最后通过典型机组的冷态启动计算,分析了温度场和热应力场的变化,评估低周疲劳损伤,并提出了运行控制的要求。图7参15。