護環是汽輪發電機的重要組成部分,它要承受線圈及自身產生的巨大離心力,是汽輪發電機安全運行的關鍵所在。護環是無磁性奧氏體鋼不銹鋼,由冷變形方法強化,在成形過程中必然會產生較高的殘余應力。而且這種殘余應力會造成使用過程中的零件變形,造成高速旋轉的不平衡,所以消除應力很重要。由于強度等諸多因素的約束,又不允許采用熱時效方法消除應力。因此廠家選擇了振動時效方法消除護環的殘余應力。
護環材料介紹
本試驗用的護環材料為50Mn18Cr4WN。是經熱鍛、固溶處理及冷鍛強化和低溫回火成形。
首先采用環芯法檢測護環的殘余應力,得到的數值為440MPa?梢钥闯鲎o環的殘余應力已經很高,若不進行消除應力,會給機組安全運行帶來很大不利。
振動時效工藝
振動前按90°方向標定固定位置測量護環的外徑尺寸。激振器按100°、120°、140°兩環口共6個部位夾在護環上。護環吊起振動,吊裝用鐵鏈吊掛。振動時間按達到峰值保持1min。用應變儀監視各測點的動應力變化情況,盡可能使動應力達到*高。
結果分析
經6個振點的振動后,對護環進行殘余應力測量,測得殘余應力值為180MPa。與振動前相比,殘余應力減小了260MPa。護環口直徑也有明顯的變化。一處向內縮1mm,另一處向外漲3.4mm。這一變化說明振動時效使護環殘余應力發生顯著變化,尺寸更穩定。
有上述實驗結果證明用振動時效方法消除護環應力,可以使殘余應力降低到工程允許的范圍,這種消除應力方法是可行的。