Диагностика роторов и бандажных колец генераторов

Диагностика металла роторов

Валы роторов мощных генераторов тепловых и атомных электростанций работают в сложнонапряженных условиях под воздействием циклических нагрузок, и после длительной эксплуатации возможны их повреждения из-за усталости металла с тяжелыми последствиями. Однако до последнего времени (по состоянию на январь 2008 года) в инструкциях и руководящих материалах на ГЭС и АЭС не существовало каких-либо рекомендаций и методик контроля за состоянием металла валов генераторов.

В ООО "Энергодиагностика" имеется опыт использования метода магнитной памяти металла (МПМ) при контроле состояния металла валов генераторов турбин ПТ-60, Т-100, К-200, К-300. Как показывает опыт обследования роторов наиболее предрасположенными к повреждениям зонами являются шейки вала.

На рис.1 показано распределение магнитного поля Hр, зафиксированное при контроле шейки вала под подшипником №7 генератора К-200 Заинской ГРЭС.

Распределение магнитного поля, зафиксированное при контроле шейки вала под подшипником
Рис.1. Распределение магнитного поля Hр, зафиксированное при контроле шейки вала под подшипником.

Зоны резкого локального изменения поля Hр и его градиента dHр/dx соответствуют зонам концентрации напряжений. Если своевременно, во время ремонта, не удалить поврежденный слой металла в зонах концентрации напряжений обыкновенной шлифовкой, то в этих зонах возможно интенсивное развитие усталостных трещин.

Диагностика бандажных колец генератора

В процессе эксплуатации турбогенераторов на бандажных кольцах возникают дефекты, которые, если их своевременно не устранить, получают развитие и могут привести к тяжелой аварии. В настоящее время основным мероприятием по обеспечению надежности бандажных колец является профилактический контроль неразрушающими методами и осмотр внутренней поверхности после их снятия с ротора.

В ООО "Энергодиагностика" имеется методика контроля состояния бандажных колец без их снятия с вала генератора. Кроме того, методика позволяет выполнить оценку плотности посадки бандажных колец после их горячей посадки во время ремонта.

На рис.2 показаны результаты контроля бандажного кольца, расположенного со стороны полумуфты ротора генератора К-200.

Результаты контроля бандажного кольца в сечении, удаленном от посадочного места
Рис.2a. Результаты контроля бандажного кольца в сечении, удаленном от посадочного места.
Результаты контроля бандажного кольца в сечении, совпадающем с местом его посадки на ротор
Рис.2б. Результаты контроля бандажного кольца в сечении, совпадающем с местом его посадки на ротор.

Результаты контроля, представленные на рис.2,а, характеризуют удовлетворительное состояние бандажного кольца в сечении 2, удаленном от посадочного места. На рис.2,б представлена магнитограмма, зафиксированная на этом же бандажном кольце в сечении, совпадающем с местом его посадки на ротор. Резкие локальные изменения поля Нр соответствуют зонам концентрации напряжений и деформаций. Именно в этих зонах на внутренней поверхности бандажных колец развиваются повреждения.