Книги / Ремонт паровых турбин. Молочек В.А.г

ного паза с соответствующим увеличением ширины новых шпонок и их подгонкой по зазорам к вновь обработанному шпоночному пазу.

Если обнаружено неполное прилегание опорных поверхностей корпусов подшипников к фундаментным плитам и лап цилиндров к корпусам подшипников (наличие зазоров в стыках), необходимо произвести пришабровку прилегающих поверхностей Шабровка производится до получения равномерного распределения по всей поверхности прилегания не менее 1—2 пятен краски на 1 см2, при этом щуп толщиной 0,05 мм нигде в стык поверхностей проходить не должен. Для получения наиболее удовлетворительных результатов вначале производится шабровка поверхности фундаментной рамы по контрольной плите, а затем опорной поверхности корпуса подшипника по фундаментной плите; для этого приходится корпус подшипника несколько раз перекантовывать для шабровки его опорной поверхности после ее проверки по краске, наносимой на опорную поверхность фундаментной плиты.

При сборке необходимо убедиться в наличии соответствующих зазоров в креплении корпуса подшипника к фундаментной раме, которое производится с помощью дистанционных болтов и угловых шпонок, препятствующих «опрокидыванию» корпуса.

Наличие этих зазоров обеспечивает беспрепятственное передвижение корпуса подшипника по фундаментной раме, вызываемое тепловыми деформациями цилиндра; обычно при нормальном положении в наличии этих зазоров нетрудно убедиться путем проверки подвижности шайб под дистанционными болтами или проверки щупом зазоров в угловых шпонках; при наклоне корпуса подшипника шайбы оказываются зажатыми, а зазоры выбранными.

Перекашивание корпуса переднего подшипника, помимо указанных ранее причин конструктивного порядка, может также вызываться дефектами в монтаже паровых коробок регулирования, паропроводов, подключенных к турбине и неправильной затяжкой пружинных амортизаторов, имеющихся на некоторых турбинах с тяжелыми корпусами (см. рис. 18.2).

Присоединенные трубы не должны создавать при нагревании больших дополнительных нагрузок на цилиндр, особенно это относится к трубам больших диаметров и толщин стенок; возникающие от таких труб нагрузки могут приводить к деформациям цилиндра и вызывать изменение зазоров в уплотнениях и проточной части, перекосы и заедания в направляющих шпонках, отставание скользящих опор и т.д.

После окончания ремонта и закрытия цилиндра высокого давления должна быть также произведена проверка правильности затяжки пружинного амортизатора (рис. 7.23), установленного под лапой цилиндра и предназначенного для разгрузки цилиндра от реакции крутящего момента, действующего на цилиндр. Натяжение пружины амортизатора, например, у ЦВД турби-

ны ВК-100-2 ЛМЗ, производится на 25 мм, благодаря чему часть указанного реактивного момента передается на фундамент турбины; увеличение натяга пружины свыше 25 мм недопустимо, так как приводит к отрыву лап от поперечных шпонок, на которые они опираются.

Рисунок 7.23. Амортизатор. 1-колонка, 2-винт, 3- подкладка, 4-тарелка пружины, 5-пружина, 6-стакан, 7- скалка, 8-опорная тарелка.

Крепление цилиндра к корпусу подшипника по типу, изображенному на рис 7.22, б, состоит в том, что полуфланец 1, отлитый заодно с нижней частью цилиндра, соединяется с полуфланцем 2, отлитым как одно целое с торцом корпуса подшипника, примыкающим к цилиндру. Фиксация крепления цилиндра к подшипнику осуществлена двумя горизонтальными поперечными шпонками 3 и одной вертикальной шпонкой 4. Эти шпонки установлены так, чтобы одна половина тела шпонки находилась во фланце цилиндра, а вторая половина—во фланце корпуса подшипника. Шпонки тщательно по краске пригнаны к своим гнездам без зазоров, благодаря чему смещение цилиндра относительно подшипника во время работы не может произойти.

Болтовые крепления полуфланцев и шпонки не препятствуют температурному расширению цилиндра по отношению к корпусу подшипника, так как затяжка болтов допускает взаимное передвижение полуфланцев один относительно другого в направлениях, определяемых шпонками.

Такая конструкция крепления цилиндра, преимущественно применявшаяся в турбинах с начальными параметрами пара до 35 ат и 435° С, обладает следующими недостатками: 1) большая поверхность соприкосновения между корпусом подшипника и цилиндром (между полуфланцами) обусловливает хорошую теплопередачу от цилиндра к подшипнику и может, при отсутствии в камере подшипника специального отражателя, вызывать излишний нагрев масла, 2) изменение температурного режима работы турбины из-за изменений нагрузки и параметров пара вызывает осевое расширение цилиндра 6 у толстых и более холодных фланцев 5 меньшее, чем в тонкостенной нижней части цилиндра. Под влиянием неравномерного расширения верхней и нижней частей цилиндра полуфланцы поворачиваются около

точки 7 в направлении, указанном стрелкой что вследствие плотного стыка полуфланцев цилиндра и подшипника вызывает перемещение оси подшипника из положения АВ в положение А'В' (опрокидывание).

В наличии перекоса (подъема передней стороны корпуса подшипника над фундаментной рамой) нетрудно убедиться, проверив щупом зазор а между подошвой корпуса переднего подшипника спереди и фундаментной рамой. В холодном состоянии корпус подшипника полностью опирается на раму и никакого зазора нет, в горячем же состоянии, в особенности при изменении температурного режима, образуется зазор 0,2— 0,3 мм, величина зазора иногда доходит до 1— 1,5 мм.

Такой перекос вызывает смещение горизонтальных осей цилиндра и подшипника, вследствие чего нарушается центровка вала в лабиринтовых расточках Нарушение центровки может привести к вибрации передней части турбины, к задеваниям вала за лабиринтовые уплотнения, к их быстрому срабатыванию и, наконец, к прогибу вала из-за быстрого местного нагрева. Если при больших зазорах задавания вала за лабиринтовые уплотнения не наблюдаются, то все же смещение оси вала относительно оси расточек вызывает натиры на противоположных краях баббитовой заливки вкладыша переднего подшипника. Перекос корпуса подшипника приводит также к де формациям шпилек, крепящих корпус подшипника к фундаментной раме.

Устранение перекосов подшипника в ряде подобных случаев достигалось установкой металлических прокладок толщиной 1—2 мм у каждой горизонтальной шпонки, под гайки болтов, стягивающих нижнюю часть полуфланца, устанавливаются пружинные шайбы, обеспечивающие необходимую плотность затяжки этих болтов при температурных расширениях полуфланцев. Это приводит к положительным результатам, так как благодаря зазору, получающемуся по всему стыку полуфланцев, осевое давление на корпус подшипника передается только в местах установки прокладок, что снижает температуру полуфланцев.

Вне зависимости от конструкции крепления цилиндра указанные выше дефекты и другие препятствия нормальным тепловым расширениям цилиндров должны устраняться при ремонте путем обеспечения соответствующих зазоров, устранения заеданий, уменьшения температуры нагрева стенки корпуса подшипника, обращенной к цилиндру турбины, улучшения изоляции цилиндра, установки водяных экранов и другими средствами, обеспечивающими сохранение правильного взаимного положения цилиндров и корпусов подшипников на всех режимах эксплуатации турбоагрегата.

За правильным взаимным положением цилиндров и корпусов подшипников, а также за беспрепятственностью, симметричностью и величиной тепловых расширений, обеспечиваемых системой продольных, поперечных и вер-

тикальных направляющих шпонок, имеющихся между цилиндрами, фундаментными рамами и корпусами подшипников, должен быть установлен постоянный контроль. Этот контроль производится по постоянным контрольным пальцам и указателям различных конструкций; к этим конструкциям относятся и специальные указатели тепловых расширений — индикаторы с датчиками и сигнализаторами для дистанционной передачи оперативной и предельной информации.

Рисунок 7.24. Указатели тепловых расширении турбины.

Указатели и контрольные пальцы типа приведенных на рис. 7.24, должны быть жестко и прочно укреплены в различных точках турбины (на лапах цилиндров, на корпусах подшипников и на фундаментных рамах).

Из дистанционных указателей наиболее удобны в эксплуатации индикаторы расширения, типа установленных на турбинах К-300-240 ЛМЗ; эти индикаторы дают возможность прочесть величину сдвига скользящего подшипника как непосредственно у турбины по шкале механического указателя, так и на щите машиниста по указывающему прибору, который соединен электрически с датчиком механического указателя.

Установка контрольных пальцев, индикаторов и датчиков производится в холодном состоянии турбины при ремонте, и это начальное положение должно быть зафиксировано в формуляре ремонта.

Рисунок 7.25. Точки измерении тепловых расширений двухцилиндровой турбины и их порядковая нумерация.

Во время эксплуатации показания указателей расширения должны периодически запи-

сываться в специальный журнал. На рис. 7.25 представлена схема расстановки 14 постоянных точек измерения тепловых расширений двухцилиндровой турбины, по которым должны производиться указанные периодические измерения. При появлении вибрации анализ данных этого журнала дает возможность выяснить, не являются ли причиной вибрации ненормальные тепловые расширения турбины.

7.10. ФУНДАМЕНТЫ ТУРБОАГРЕГАТОВ.

Во время капитального ремонта серьезное внимание следует уделять обследованию состояния фундаментов турбоагрегатов для своевременного выявления появившихся дефектов (трещин, пропитки бетона маслом, ослабления фундаментных болтов, недостатков в подливке рам и др.).

Необходимо убедиться в отсутствии трещин, особенно в ригелях, продольных балках, стойках и других несущих элементах фундамента (рис. 7.26). Только тщательные осмотр и расчистка до выхода основного бетона могут показать в сомнительных случаях, не являются ли поверхностные трещины, заметные в верхнем штукатурном слое, показателем разрушения основного бетона; кроме того, опасные трещины могут располагаться в трудно доступных для осмотра местах или могут быть скрыты слоем облицовки. Для контроля во время эксплуатации за развитием трещин поперек них в нескольких местах приклеиваются «маяки»—пластинки из тонкого стекла; разрыв пластинок показывает дальнейшее расширение трещин.

Перед капитальным ремонтом при обнаружении трещин в конструктивных элементах фундаментов необходимо произвести проверку вибрации фундамента. Амплитуды колебаний при вибрации несущих элементов фундамента (ригелей, продольных балок, стоек) не должны превышать 0,01—0,02 мм. Увеличение амплитуды вибраций выше указанных требует серьезного внимания при ремонте к возможным дефектам фундамента.

Рисунок 7.26. Фундамент двухцилиндрового турбоагрегата. 1—8—подшипники, 9—12—фундаментные плиты, 13—16—ригели, 17—20—стойки, 21—23—продольные балки, 24—25—кон соли.

Необходимо проверить, не являются ли обнаруженные дефекты следствием осадки фундамента. Промеры для определения наличия и

размера продольной осадки фундамента (по оси турбоагрегата) производятся гидростатическим уровнем завода «Калибр» (рис. 7.27, а), измерительные головки уровня устанавливаются в двух крайних точках турбоагрегата, обеспечивая замеры их относительных высотных отметок с точностью до 0,01 мм. При пользовании гидростатическим уровнем надо исключить возможность попадания воздуха в водяной шланг или воды в воздушный шланг, так как это может исказить показания прибора.

Промеры поперечной осадки фундамента (перпендикулярной оси турбоагрегата) обычно производятся по плоскостям фланцев разъема с помощью проверочной линейки и уровня «Геологоразведка» (рис. 7.27, б), или гидростатическим уровнем, что дает более высокую точность замеров и связано с меньшими затратами времени.

Рисунок 7.27. Измерительные приборы и приспособления для проверки наклона плоскости к горизонту; а - гидростатический уровень завода «Калибр», б - проверка наклона с помощью линейки, призм и уровня. 1-измеряемые плоскости, 2 — измерительные головки: 3 — водяной шланг, 4 — воздушный шланг 5—призмы, 6—монтажная линейка, 7—уровень «Геологоразведка».

Эти примеры, как уже указано, не дают абсолютных значений величины осадки фундамента турбоагрегата, а только относительное взаимное положение измеряемых точек фундамента. При этом если по оси турбоагрегата замерить и какуюлибо промежуточную точку, то можно определить, произошла ли равномерная осадка фундамента или в фундаменте имеется перелом. Наличие последнего должно быть также проверено тщательным осмотром самого фундамента для выявления в нем трещин и поломок.

Сравнимые результаты указанных замеров могут быть получены, если в течение ряда лет гидростатическим уровнем измеряются высотные отметки различных точек фундамента относительно нивелированной точки (репера), положение которой не связано со строительной кон-

струкцией фундамента и принимается при всех замерах за начало отсчета.

Трещины, носящие поверхностный характер и не затрагивающие арматуру, перед заделкой новым бетоном должны быть расчищены до полного их выведения без повреждения арматуры; очищенную поверхность бетона следует насечь, вычистить металлической щеткой, промыть чистой водой и забетонировать до первоначальных размеров. В связи с тем, что масло при попадании на фундамент проникает в бетон глубоко, делая его рыхлым и нестойким, необходимо удалять бетон путем его подрубки ниже пропитанного маслом слоя, но без повреждения арматуры.

При обнаружении пустот и наличии глубоких трещин с небольшим раскрытием и без повреждения арматуры применяется их заделка методом инъекции. Инъекция заключается в нагнетании с помощью инжектора (рис. 7.28) цементного раствора под давлением 2—8 ат, создаваемым ручным насосом.

Рисунок 7.28. Инжектор для впрыскивания цементного раствора. 1 - трещина в фундаменте, 2 - отверстие для инжектора, 3 - проходной кран, 4 - резиновый шланг, 5 - подача раствора цемента.

До начала инъекции отбивается штукатурка вблизи трещины, обнажается бетон и сверлятся сверлами с победитовой коронкой отверстия диаметром до 30—40 мм и глубиной до 300 мм; при расположении отверстий выше и ниже трещины на 10—20 мм расстояние между ними принимается равным 400—500 мм. После продувки воздухом и промывки отверстий водой под давлением производится инъекция цементного раствора из глиноземистого быстросхватывающего цемента марки 500 (1 часть цемента на 1—2 части воды по весу).

Заделка путем инъекции производится до получения первоначальных размеров, в период схватывания нового бетона не следует производить каких-либо работ по турбине, связанных с установкой и снятием тяжелых деталей (роторов, крышек цилиндров и т.д.).

Глубокие трещины и отколы бетона, а также обнаруженные обрывы арматуры, особенно в местах соединения колонн с балками или ригелями, повреждения в деталях каркаса и другие дефекты, которые проникают в глубь бетона, должны быть тщательно обследованы после вырубки поврежденного бетона и обнажения дефектной арматуры. В этих случаях к обследованию необходимо привлечь соответствующих специалистов для определения причин появления указанных дефектов (возможно связанных с резонансными колебаниями) и выбора технологии устранения дефектов (заварка и усиление арматуры, бетонирование, инъекция, усиление стоек фундамента, наложение дополнительного бетонного слоя, дополнительных ребер жесткости и др.).

8.1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РОТОРОВ.

Роторы являются одними из самых ответственных частей турбины, они несут на себе рабочий лопаточный аппарат, который выполняет основную функцию паровой турбины—преоб- разование энергии пара в механическую работу вращения генератора.

Роторы турбин вращаются с большим числом оборотов и, передавая всю мощность, вырабатываемую турбиной, несут большие нагрузки в условиях длительного воздействия высоких температур, различных по длине вала, разность температур по длине ротора достигает 500° С (ротор ЦСД турбины К-300-240 ЛМЗ). Эти условия требуют обеспечения свободных тепловых расширений деталей роторов с одновременным надежным их закреплением, необходимым для сохранения нормальных зазоров между подвижными и неподвижными частями турбины.

В современных паровых турбинах применяются роторы различные по способу изготовления (цельнокованые, сварные, с дисками, насаженными на вал, комбинированные) и по конструктивному выполнению (барабанные, дисковые и комбинированные).

Цельнокованные дисковые роторы изготовляются за одно целое с дисками и полумуфтой (из одной поковки) и в основном применяются в цилиндрах высокого давления при высоких параметрах пара. Цельнокованые роторы значительно компактнее, прочнее и жестче роторов с насадными дисками и в них не возникает вопросов надежности посадки дисков на вал. Главным их недостатком является необходимость замены всего вала при повреждении одного из дисков.

Роторы с дисками, насаженными на вал, применяются в турбинах низких и средних параметров пара и в части низкого давления современных турбин. Посадка дисков в горячем состоянии производится несколькими способами (непосредственно на вал, на конические втулки, на специальные кольца, на пальцевые втулки и др.).

Комбинированные роторы представляют собой валы, которые со стороны высокого давления выполнены цельноковаными с несколькими дисками, а в части низкого давления имеют по нескольку насаженных дисков. Такой комбинированный ротор в ЦСД турбины К-200 130 ЛМЗ имеет в передней части (в зоне высоких температур 540—320° С) диски, откованные за одно це-

лое с валом, а в задней части (в зоне температур 300° С и ниже) диски, насаженные с натягом.

Роторы барабанного типа применяются главным образом при реактивном облопачивании, где нет необходимости в установке диафрагм. В одних конструкциях при небольших диаметрах барабанов и значительных окружных скоростях барабанные роторы выполняются цельноковаными или сварными (барабан сваривается из отдельных колец и дисков), в других—барабаны отковываются за одно целое с одной частью вала, а другая часть вала, изготовленная отдельно, закрепляется в барабане горячей посадкой или болтами.

Турбинные валы отковываются из высококачественных углеродистых или легированных релаксационно устойчивых жаропрочных сталей

(Р2М, 15Х12ВМФ, ЭИ405, ЭИ572 и др.). ХТГЗ,

например, для роторов высокого давления с параметрами пара 240 ат и 560—580° С применяет хромомолибденовольфрамованадиевую сталь 20ХЗМВФ (ЭИ415). Роторы подвергаются соответствующей термической обработке и механической обработке на токарных станках с большой точностью, так как даже самое незначительное отклонение от геометрической оси вызывает вибрацию турбины (биение не должно превышать

0,020—0,025 мм).

Роторы испытывают в эксплуатации постоянные и знакопеременные напряжения. Основными причинами, вызывающими эти напряжения, являются: весовые нагрузки ротора (от собственного веса вала и веса всех деталей, насаженных на вал); крутящий момент, соответствующий передаваемой мощности; возможное смещение центров тяжести деталей ротора относительно геометрической оси вала, и другие напряжения, наличие которых может вызывать в процессе эксплуатации вибрации.

Особенное значение это имеет для тех роторов современных мощных турбин, в которых уже применяются гибкие роторы, имеющие рабочую скорость, лежащую между первой и второй критическими скоростями (§ 10.1). Преимуществом этих роторов являются меньшие диаметры валов и соответственно меньшие потери в уплотнениях; однако они очень чувствительны к односторонним нагревам, возможным в результате вибраций и износа уплотнений при неправильном пуске турбины (недостаточно быстрое прохождение критического числа оборотов и др.) и требуют тщательной динамической балансировки.

Указанные условия эксплуатации предъявляют исключительно высокие требования к состоянию валов и насаженных на них деталей, которое должно тщательно проверяться в процессе ремонта.

8.2. ВЫЕМКА РОТОРОВ.

Выемка роторов турбины производится после разборки регулирования, снятия крышки цилиндра, снятия (если имеются) обойм с диафрагмами, разъединения соединительных муфт с соседними роторами, удаления верхних вкладышей

опорных подшипников и разборки упорного подшипника.

Перед выемкой роторов и при полностью остывшей турбине обязательно производятся необходимые замеры зазоров и положений (осевых и радиальных зазоров в проточной части, прогиба валов, разбега в упорных подшипниках, осевого и радиального биения рабочих дисков, упорного диска, полумуфт и других насаженных на вал деталей, зазоров по лабиринтовым уплотнениям, по подшипникам, между торцами насаженных на вал деталей и пр.). Эти измерения, вносимые в формуляр турбины, если их сравнить с записями. предыдущего ремонта и данными монтажных формуляров, могут указать, не произошло ли серьезных изменений в роторе, статоре или в их установке и какие меры необходимы для: исправления обнаруженных ненормальностей.

В зависимости от конструкции специального подъемного приспособления ротор за определенные места (шейки, выточки и пр.) застропливается к крюку мостового крана. На рис. 8.1 показано подъемное приспособление, которым путем перестроповки его подвески и: регулировки винтовой стяжки (талрепа) можно поднимать ротор высокого (а) и ротор низкого (б) давления.

До начала подъема необходимо убедиться в том, что полумуфты соседних роторов раздвинуты настолько, что выступ одной половины вышел из заточки другой. После натяжения краном тросов горизонтальность положения ротора может быть определена в начале подъема по одновременности отрыва шеек ротора от вкладышей, а после незначительного поднятия правильность подъема ротора проверяется по уровню, устанавливаемому на одну из шеек вала.

Если ротор поднимается с перекосом, необходимо его опустить на подшипник и регулировкой винтовых стяжек на подъемном приспособлении добиться, чтобы ось ротора при подъеме была строго параллельна разъемному фланцу нижней части цилиндра. При подъеме ротора необходимо следить за отсутствием заеданий или задеваний в лопаточном аппарате, соединительных муфтах и перекосов в горизонтальной плоскости; для предупреждения задеваний ротор при подъеме должен устанавливаться так, чтобы радиальные зазоры в лопатках и лабиринтах по обе стороны оси цилиндра, а также осевые зазоры с обеих сторон рабочих лопаток были примерно одинаковыми. Отсутствие заеданий проверяется небольшим покачиванием ротора в направлении, перпендикулярном его оси.

При перекосах, заеданиях или задеваниях дальнейший подъем ротора должен быть немедленно прекращен до выяснения и полного устранения обнаруженных ненормальностей.

После подъема на высоту, достаточную для отвода в сторону, ротор краном доставляется к месту укладки на заранее приготовленные надежные козлы, опирающиеся через подкладки на достаточную площадь пола. При опускании ротора на козлы необходимо следить, чтобы кольца лабиринтовых уплотнений не ложились на козлы и

лопатки были достаточно удалены от пола и от опорных брусьев козел.

Для предохранения от скатывания с козел под шейки ротора должны быть положены деревянные брусья с вырезами, в которые проложены листы прессшпана или толстые свинцовые прокладки.

Рисунок 8.1. Подъемное приспособление для роторов (а) высокого давления (б) низкого давления. 1-труба, 2-вилка, 3-катушка, 4-валик, 5-кронштейн, 6-тросы, 7-стяжка талрепа, 8-винт талрепа,

9-крюк мостового крана.

8.3. РЕМОНТ РОТОРОВ.

После очистки ротор должен быть тщательно осмотрен лупой, особенно в тех конструктивных местах, которые могут явиться концентраторами напряжений. Концентрация напряжений обычно возникает в кольцевых выточках, галтелях, переходах сечений от одного диаметра ротора к другому, в шпоночных канавках, отверстиях, резьбовых соединениях, на кромках без достаточных радиусов закругления, а также в деталях при их горячей посадке с завышенными натягами, вызывающими большие удельные давления. Концентраторами напряжений могут быть также такие дефекты, возникающие в процессе эксплуатации и ремонта, как насечки, риски, забоины, наклеп, разъедания поверхности и др.

Причиной появления этих дефектов могут быть грубая обработка и повреждения поверхностей (удары), износ от попадания твердых частиц, паразитные токи, эрозия, коррозия, вибрация и пр.

При ремонте, в случае необходимости производить обработку поверхностей вала и его деталей, должны быть приняты меры для уменьшения отрицательного влияния указанных причин на надежность дальнейшей эксплуатации.

Обработка рабочих поверхностей для горячей посадки деталей на вал (диски, втулки, центрирующие кольца и др.) должна производиться с чистотой, соответствующей 6-8 классу. Чистота поверхности значительно повышает длительную прочность и коррозионную стойкость, поэтому после указанной обработки следует производить полировку мест горячей посадки до полного удаления следов резца. Натяг для горячей посадки должен быть рассчитан на сохранение плотной посадки при пуске турбины, когда диски прогреваются быстрее вала, при числе оборотов, когда срабатывает предохранительный выключатель, и при других режимах эксплуатации; ослабление посадки между сопрягаемыми деталями может привести к наклепам, контактной коррозии и опасным напряжениям, связанным с вибрацией.

Галтели, углы, кромки и другие переходные места должны быть обработаны с достаточными радиусами закруглений, с последующей шлифовкой указанных мест. Сверловка отверстий, нарезка резьбы, обработка и устройство новых шпоночных канавок, кольцевых выточек и других углублений могут быть допущены только в случаях особой нужды, с обеспечением необходимой прочности деталей и с принятием мер для устранения очагов концентрации напряжений.

Оставление трещин во вращающихся деталях ни при каких условиях не может быть допущено, расчистка трещин должна производиться до полного их удаления, с закруглением краев образующейся канавки, если обработка трещины приведет к недопустимому ослаблению детали, последняя должна быть забракована, а в отношении ремонта вала вопрос должен решаться после консультации с заводом-изготовителем или другой компетентной организацией.

Повреждения вала в виде царапин, задиров, рисок (особенно опасны глубокие, идущие вдоль шейки), а также коррозионные повреждения (ржавление) и шероховатости рабочих поверхностей устраняются в зависимости от величины дефекта и его направления проточкой с последующей шлифовкой или только шлифовкой.

Овальность (сечение в форме овала) и конусность рабочей шейки для подшипников (диаметр с одной стороны по длине шейки больше, а с другой меньше), редко встречаются в валах турбины и являются следствием неравномерности износа шейки вала. Величина овальности определяется путем измерения вала в месте наибольшего износа микрометром по взаимно перпендикулярным диаметрам одного поперечного сечения шейки. Такие же измерения диаметров в двух

разных сечениях по длине шейки дают возможность определить ее конусность.

Рисунок 8.2. Приспособления для проточки роторов; а — люнет для ротора в расточке цилиндра под корпус уплотнения, 1-вкладыш люнета, 2 — стопорные планки, 3 — опорное место вала, 4 — расточка под корпус уплотнения, б — упор против осевого перемещения ротора, 1-траверса, 2 — регулирующий болт с полу-

круглым концом, 3 — цилиндр, 4 — вал.

Максимально допустимые овальность и конусность также, как и биение вала, не должны превышать 0,015—0,02 мм; свыше этого размера нормальная работа подшипников нарушается, и поэтому как овальность, так и конусность должны быть устранены путем шлифовки или обточки.

Лучшим способом исправления шеек ротора для устранения конусности, овальности и других дефектов, а также для проточки уплотнительных гребней, ленточных бандажей лопаток и других частей и деталей, требующих токарной обработки, является проточка ротора при его установке и вращении на токарном станке. Однако этот способ ввиду отсутствия станков соответствующих габаритов или специальных приспособлений, оборудованных стойками с опорными подшипниками или люнетами, может быть применен не на всех электростанциях. Отправка же ротора на завод-изготовитель или на другой завод, где имеется возможность подобной обработки, даже расположенный недалеко от электростанции, связана не только с неплановостью для завода данной работы, с большой затратой времени на обработку, но, главным образом, со значительными затратами времени и труда на производство такелажных работ и работ по упаковке и транспортировке ротора.

Токарную обработку поврежденных мест ротора (проточку или шлифование опорных шеек и посадочных мест на валу), а также проточку уплотнительных гребней, ленточных бандажей в условиях электростанции можно производить: 1) на специальном приспособлении, оборудованном стойками с опорными подшипниками или люнетами (например, на балансировочном станке типа, приведенного на рис. 10.10); или 2) в цилиндре турбины при роторе, установленном на специальные люнеты (рис. 8.2, а) или на собственные опорные подшипники, если состояние опорных шеек вала хорошее (конусность и овальность находятся в пределах допусков).

В большинстве случаев наиболее приемлемым является второй вариант проточки. Для этого после установки ротора в нижнюю часть цилиндра на свои подшипники на разъем устанавливаются поперечные траверсы с упорами в оба торца ротора, ограничивающими его перемещения в осевом направлении при вращении (рис. 8.2, б); упорами нормально служат регулирующие болты с полукруглыми

концами или шарики, смазываемые при вращении ротора цилиндровым маслом; регулирующие болты дают возможность регулировать осевой разбег ротора, обычно устанавливаемый в пределах 0,02—0,03 мм.

Для вращения ротора со скоростью 10-30 об/мин, необходимой для обеспечения скорости резания на заданном диаметре расточки, применяется электродвигатель с редукторной или ременной передачей.

Выбор типа привода зависит от тех средств

иоборудования, которыми располагает электростанция. В качестве редукторной передачи обычно используются подходящие по передаточному отношению штатные редукторы эксплуатируемого оборудования; для этой цели могут быть также подобраны редукторные передачи

иприводы строительных лебедок, обеспечивающие указанную скорость вращения ротора.

Для роторов весом до 5 т может быть применено приспособление, показанное на рис. 8.3, а, в качестве привода в этом случае используется пневматическая или электрическая дрель и фрикционная передача в виде резинового кольца, прижимающегося к валу или полумуфте ротора. Приспособление с таким приводом легко устанавливается и обеспечивает равномерное вращение ротора после его предварительного трогания с места вручную.

Для привода легких роторов может также использоваться электроили пневмодрель мощностью 0,75—1 кВт (рис. 8.3, б), которая крепится на разъеме цилиндра таким образом, чтобы наборный шкив из резиновых шайб, надеваемый на вал дрели, по всей длине прижимался к тыльной части лопаток рабочего колеса. Получение соответствующей скорости вращения ротора определяется числом оборотов дрели и диаметрами шкива и диска в месте прижима шкива.

Наименее желательным является привод от ременной передачи, так как вследствие скольжения ремня и имеющейся его сшивки трудно получить плавное и равномерное вращение ротора без толчков; особенно отрицательно толчки сказываются на качестве проточки прерывистой бандажной ленты на лопатках.

Любой привод должен быть хорошо прицентрирован к оси ротора и должен обеспечивать плавное, без толчков и «перекатов» в подшипниках вращение ротора со скоростью, обеспечивающей правильный процесс резания. Для устранения возможности при малых оборотах «перекатывания» ротора в подшипниках дугу, по которой происходит прилегание шеек ротора к

вкладышам подшипников, приходится увеличи-

вать до 90—120°.

Рисунок 8.3. Приспособления для вращения легких роторов; а—привод с помощью резинового кольца: 1- вал, 2—крышка подшипника, 3 — корпус подшипника, 4 — шарикоподшипник, 5—втулка, 6—шайбы 7— резина, 8—основание приспособления; б — привод с помощью наборного шкива из резины; 1— разъем цилиндра 2 — основание приспособления, 3 — электроили пневмодрель, 4 - валик, 5—шкив набранный из резиновых шайб.

Во время вращения ротора от электродвигателя должна быть обеспечена бесперебойная смазка опорных подшипников смесью цилиндрового и турбинного масел (в равных пропорциях), смазка должна быть так отрегулирована, чтобы поддерживать ровную масляную пленку по всей опорной поверхности шеек ротора, подача обычно производится открытием краников на ведрах с маслом, подвешенных над вкладышами подшипников.

Во многих случаях для вращения ротора при указанных работах может быть использовано валоповоротное устройство турбоагрегата. В этом случае должны быть собраны, как для нормальной работы, соответствующие опорные и упорные подшипники, соединительные муфты и поставлены заглушки на те маслопроводы к подшипникам и регулированию, которые не требуются для смазки подшипников роторов, вращаемых от валоповоротного устройства для привода обрабатываемого ротора.

Для обработки ротора на разъем турбины против места, подлежащего обработке, устанавливается прочная металлическая подставка с наклонной площадкой, служащей для укрепления переносного суппорта с режущим инструментом (рис. 8.4). Суппорт дает возможность перемещать режущий инструмент в продольном и поперечном

направлениях, наклон опорной площадки выбирается из расчета, чтобы поперечное движение режущего инструмента относительно оси ротора проходило через центр вала.

Режущий инструмент для придания ему большей жесткости укрепляется на суппорте с минимальным вылетом, а установка самого суппорта выверяется так, чтобы обеспечить передвижение режущего инструмента строго параллельно оси вала. Лучше всего такая выверка достигается с помощью индикатора, укрепленного на суппорте вместо режущего инструмента. Суппорт

ирежущий инструмент на нем закрепляются окончательно после того, как достигнуто положение, при котором показания индикатора во время перемещения каретки суппорта вдоль оси вала остаются неизменными или отличаются по всей длине проверки не больше чем на 0,01—0,02 мм. Этой проверке должно быть уделено особое внимание, так как ошибки, допущенные в установке суппорта, могут привести к конусности обработки или к ее неконцентричности точным частям ротора, т. е. к изменению положения центра тяжести ротора относительно его шеек, а, следовательно,

ик значительной разбалансировке ротора.

Рисунок 8.4. Установка суппорта для обработки вала ротора в цилиндре турбины. 1—металлическая подставка, 2—суппорт, 3-каретка суппорта, 4—резец, 5— вал, 6—цилиндр.

Сама проточка, после проведения необходимых замеров биения ротора, производится также как и при резании на токарных станках.

Для получения должной чистоты обработки величина поперечной подачи резца, контролируемая индикатором, укрепленным на каретке суппорта, должна быть не более 0,015—0,02мм на каждый проход, а скорость продольной подачи в пределах 0,75—1 мм на один оборот ротора.

Требование чистоты обработки не допускает оставления на обработанной поверхности подрезов, острых углов, следов грубой обработки, рисок и других дефектов, являющихся очагами концентрации напряжений. Хорошие результаты по устранению неглубоких поверхностных повреждений, а также зеркальная поверхность шеек после их обработки указанным выше способом могут быть получены путем шлифовки шеек с

помощью приспособления, приведенного на рис. 8.5, а, которое нетрудно изготовить в условиях электростанции.

Это приспособление в виде разъемного цилиндра может быть изготовлено из листового железа толщиной 10—12 мм путем его сгибания в цилиндр или из болванки плотного дерева путем ее токарной обработки.

Рисунок 8.5. Шлифовка шеек вала вручную; а - с помощью приспособления в виде разъемного цилиндра, 1-цилиндрический кожух, 2-войлок, 3-шкурка, 4-опорная шейка, 5-натяжные болты, 6-крепежные болты, 7-рукоятки для вращения приспособления;

б - с помощью пожарного шланга 1-наждачная шкурка 2-вал, 3-пожарный шланг.

Изготовленный из листового железа или дерева разъемный цилиндр должен иметь внутренний диаметр на 10—15 мм больше диаметра шейки ротора и длину, равную дли не шейки. К цилиндру из листового железа в месте разъема приваривают фланцы с несколькими отверстиями для его стяжки болтами, отверстия для болтов, стягивающих обе половины цилиндра, предусматриваются также и в деревянном цилиндре. Внутренние поверхности цилиндров протачиваются на станке после установки в их разъем прокладок и стяжки обеих половинок цилиндров болтами.

Шлифовка ротора с использованием того или другого цилиндра производится при установке ротора на козлы, без опоры его на шейку, которая должна подвергаться обработке. На шейку вала с полным ее охватом накладываются листы полотняной наждачной шкурки, поверх шкурки накладывается ровный слой фетра или войлока, зажимаемый затем надеваемыми обеими половинами цилиндра; при соединении болтами обеих половин цилиндра концы войлока и шкур-

ки зажимаются в плоскости разъема цилиндра. Вращением цилиндра с помощью рукояток производится шлифовка шейки.

Для получения хороших результатов и равномерности шлифовки необходимо периодически менять шкурку (через каждые 15— 20 мин) и время от времени поворачивать ротор на козлах на 90, 180° и т.д. Продолжительность шлифовки определяется практически и зависит от величины повреждения шейки вала и от выбранного номера шкурки. Этим же цилиндром может быть произведена шлифовка с помощью пасты ГОИ, разведенной на керосине и намазываемой ровным слоем на прессшпан, который укладывается на шейку вала вместо наждачной шкурки.

Окончательные результаты обработки после соответствующих тщательных измерений (овальность, конусность, неконцентричность и уменьшение первоначального диаметра) должны быть зафиксированы на чертеже и записаны в формуляр обработки и сборки ротора.

Обработка опорных шеек вала в случае их неудовлетворительного состояния и невозможности вывести дефекты с помощью указанного приспособления, может быть выполнена при установке ротора в цилиндре турбины, в этом случае на суппорте, укрепленном на разъеме опорного подшипника, устанавливается шлифовальная машинка (рис. 8.6). Шлифовальная машинка, вне зависимости от типа привода (электрический или пневматический), должна быть высокооборотной (2500-3500 об/мин) и иметь наждачный камень диаметром 75—150 мм.

Рисунок 8.6. Установка шлифовальной машинки для обработки опорных шеек вала. 1-суппорт, 2-металлическая подставка, 3-камень шлифовальной машинки, 4-защитные фетровые щитки, 5-вкладыш подшипника, 6-цилиндр, 7-опорная шейка, 8-подвод масла.

Проверка прилегания нижних половин опорных вкладышей или люнетов к шейкам вала, установка ротора и упоров от его осевых перемещений, а также выверка установки суппорта для обработки поверхности вала строго концентрично его оси производятся так же, как и при описанной выше обработке ротора резцами.

Подвод масла к обрабатываемой шейке (смесь цилиндрического и турбинного масел)

производится по вращению ротора под один из фетровых щитков, которые устанавливаются у разъема подшипника для защиты его от попадания наждачной пыли. При правильном положении этих щитков и подаче смазки под щиток по вращению ротора незначительное количество наждачной пыли, которое попадает на шейку вала, не может вызвать образования царапин или рисок.

В процессе обработки длинных шеек вала шлифовальной машинкой необходимо производить измерения возможной сработки наждачного камня и хода устранения овальности и конусности шейки вала. По окончании обработки шеек вала шлифовальной машинкой необходимо отполировать обработанную шейку до зеркального блеска.

После проведения всех ремонтных работ по ротору и его укладки в турбину на свои подшипники собирается упорный подшипник и производится проверка аксиального и радиального положения дисков, лопаток, втулок лабиринтовых уплотнений и других деталей, насаженных на вал. Замеренные величины радиальных и аксиальных зазоров, биений дисков и других деталей должны находиться в пределах допусков, указанных в соответствующих главах.

Эти замеры, а также данные осевого разбега ротора и осевых размеров от упорного диска до деталей, насаженных на вал, записываются в соответсгвующие формуляры, а при их изменени- ях—в паспорт турбоагрегата.

8.4. УКЛАДКА РОТОРА В ЦИЛИНДР.

Перед окончательной укладкой ротора в цилиндр после ремонта зачистка и шлифовка шеек вала может производиться мелкой шкуркой на масле с помощью приспособления, указанного на рис. 8.5, а. Для ускорения операции шлифовка может быть также произведена, как указано на рис. 8-5, б; шкурка, положенная на шейку, прижимается и вращается с помощью ремня или пожарного шланга, обвернутого один раз вокруг шейки, для указанного вращения шкурки концы шланга двумя рабочими тянутся попеременно в противоположные направления.

После шлифовки шейки должны быть тщательно промыты керосином и вытерты сухой тряпкой, чтобы удалить наждачную пыль, которая

при работе может вызвать появление рисок на шейке вала и баббите вкладыша.

Окончательная укладка ротора при сборке производится после осмотра, очистки и тщательной продувки сжатым воздухом нижней части цилиндра, корпусов подшипников, проверки отсутствия в них посторонних предметов и установки нижних вкладышей опорных подшипников, обойм диафрагм и уплотнений, также должны быть удалены пробки, установленные на дренажных отверстиях, и сняты заглушки с паропроводов, присоединенных к цилиндру.

Перед подвеской ротора к крану следует убедиться в том, что осевая установка соседних роторов правильна и укладка ротора будет происходить без помех со стороны соединительных полумуфт, для получения полной уверенности в отсутствии указанных помех следует при опускании ротора протаскивать кусок прессшпана толщиной 1—1,5 мм между фланцами полумуфт

(рис 8.7).

Рисунок 8.7. Протаскивание пресс шпана в плоскости разъема муфты при укладке ротора.

Ротор застропливается так же, как и при выемке, поднимается над козлами, и правильность его подвески проверяется по уровню» установленному на одну из шеек. Ротор медленно, короткими толчками, опускается в цилиндр, при этом необходимо следить за его правильным положением по уровню, за отсутствием задеваний в лопаточном аппарате и, слегка покачивая ротор перпендикулярно его оси, контролировать, чтобы ротор не повредил уплотнения.

Не доводя ротор на 100—150 мм до вкладышей подшипников, необходимо полить вкладыши чистым турбинным маслом, после окончательной укладки ротора на место необходимо собрать упорный подшипник и провернуть ротор, чтобы убедиться (прослушиванием) в отсутствии задеваний.

9.1. ПРИЧИНЫ ПРОГИБА ВАЛОВ.

Прогиб валов в эксплуатации может быть вызван различными причинами, основные из которых следующие:

1. Задевания в лабиринтовых концевых или диафрагменных уплотнениях из-за недостаточных зазоров, что вызывает прогиб вала вследствие местного нагрева от трения. Особенно опасно одностороннее задевание в лабиринтовых уплотнениях жесткого типа, не имеющих компенсирующих пружин, а также задевание валов, не имеющих насаженных лабиринтовых втулок. При

наличии втулок, насаженных на вал, задевания за них иногда ограничиваются только появлением вибрации, вызванной временным прогибом вала, т.е. прогибом в пределах упругой деформации

2. Нарушение тепловых расширений цилиндров и корпусов подшипников вследствие заеданий в скользящих поверхностях, направляющих шпонках и дистанционных болтах, ненормальности в работе и дефекты в креплении переднего подшипника к цилиндру высокого давления (§ 7.9), а также неправильная центровка роторов по муфтам и расточкам, отсутствие натяга и должного крепления крышек и обойм под-