为了减少叶片毛坯成型工时及降低耐高压不锈钢管消耗,采用了冷拉、滚锻、模锻、精密铸造、高速锤

    汽轮机和燃气轮机叶片是处在极为复杂的工况下长期工作的,因此对不锈钢管加工材料提出了严格的要求,结合叶片的工作条件,选择叶片材料的一般原则是:

    1定的机械性能:机械性能包括强度、塑性和韧性。对机械性能的要求取决于叶片的工作应力及设计所取的安全系数。对于中压汽轮机,由于叶片所处的工作温度一般都不超过400,故以常温机械性能为主;高压汽轮机的某些处在400以上工作的叶片以及燃气轮机的叶片,除常温机械性能以外,尚须考虑高温高压不锈钢管长期性能,如持久强度、蠕变极限等。

    2.耐蚀性:处在过热蒸汽中工作的中压与高压汽轮机叶片,在正常的运行条件下,一般不会出现氧化及电化学腐蚀,因此对这些叶片来说,耐蚀性不是主要问题。处在湿蒸汽区工作的叶片,由于蒸汽的湿度大,因而使叶片经受电化学腐蚀,对于这些叶片材料,希望使用耐蚀性较好的耐高压不锈钢管制造,或采用非不锈钢而予以适当的表面防护处理。燃气轮机叶片除了高温下的氧化腐蚀外,还须注意燃气杂质在高温下对不锈钢管的作用。

    3.耐磨性:汽轮机的最后几级叶片,由于蒸汽中出现水滴,使叶片一方面经受电化学腐蚀,另一方面受水滴的冲刷而机械磨损,后者取决于蒸汽湿度与叶片的圆周速度;对这些叶片除了要求耐蚀性外,尚须考虑其耐磨性。电站运行的经验证明,当叶片的圆周速度较大时,即使采用耐高压不锈钢管材料仍不能胜任,而必须采用适当的表面强化措施。

    4.减振性:汽轮机叶片,特别是复速级叶片有引起共振的可能性。当叶片材料的振动衰减率高时,由于振动而导致叶片过早疲劳断裂的可能性就小。迄今为止,国内外电站中发生叶片断裂的原因多系叶片发生共振所致,因此不锈钢管加工材料振动衰减率的高低,成为设计和运行人员关心的性能之一。对叶片材料振动衰减率的大小,虽然目前尚不能提出定量的要求,但总希望材料的振动衰减率能高些。

    必须指出,迄今为止在振动衰减率方面,尚未发现有比13%铬钢更高的叶片材料,而结合我国资源特点,完全采用13%铬钢制造汽轮机叶片是不恰当的,势必要扩大应用某些低合金结构钢。如果过分地强调了不锈钢管加工材料的振动衰减率,必然要限制其它叶片材料的应用,而目前在我国电站中运行的汽轮机,已有采用低合金钢制造复速级叶片者,考虑到燃气轮机叶片采用了振动衰减率甚低的奥氏体钢及合金的现实,均说明在材料的振动衰减率的要求上不能走向极端。

    5.工艺性:汽轮机和燃气轮机叶片的数量很多,成型工艺复杂,因此希望叶片材料具有良好的冷热加工性能,以利于大批量生产。近年来,为了减少叶片毛坯成型工时及降低材料消耗,采用了冷拉、滚锻、模锻、精密铸造、高速锤、爆炸成型等新工艺,更对耐高压不锈钢管加工材料的工艺性能提出了较高的要求。

    6.经济性:作为叶片材料,除了要作以上五个方面的考虑以外,经济性也是一个重要的方面,最根本的一条就是要结合我国的资源特点,使叶片材料立足于国内,只有这样才能更好地贯彻毛主席提出的“自力更生”和“备战、备荒、为人民”的战略方针。就目前的情况,铬和镍是必须节约使用的,国产汽轮机叶片基本上已不使用镍钢。少用或不用铬钢,已成为今后设计、工艺、材料和运行人员大力协同的研究对象。

    基于以上所述,对于汽轮机叶片材料的选择,应根据其工作情况区别对待。

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文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|小口径厚壁钢管-浙江至德钢业有限公司

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