[发明专利]蒸汽轮机及其表面处理方法有效

专利信息
申请号: 201610022167.7 申请日: 2016-01-13
公开(公告)号: CN105863746B 公开(公告)日: 2018-03-27
发明(设计)人: 山内博史;工藤健;八代醍健志 申请(专利权)人: 三菱日立电力系统株式会社
主分类号: F01D25/00 分类号: F01D25/00
代理公司: 北京银龙知识产权代理有限公司11243 代理人: 张敬强,严星铁
地址: 日本神*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 蒸汽 轮机 及其 表面 处理 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及发电设备等中的蒸汽轮机及其表面处理方法。

背景技术

设置于发电设备等的蒸汽轮机暴露于氧化性气氛或高热气氛等的腐蚀性流体中,因此这些结构物上所使用的金属类除了贵金属以外都会被腐蚀或被氧化。因此,考虑设定的环境下的腐蚀速度、氧化速度来对这些结构物进行设计以使得持续整个寿命而维持规定的强度、机能。但是,由于在设计阶段无法设定全部事项,因此有的时候,由于设定外的运转运行方法、环境的变化或者新现象的发现等,腐蚀、氧化的进行变得显著。

例如,用于连接构成蒸汽轮机的结构体的嵌合部存在缝隙,而且有时由于运转时产生的离心载荷而成为应力集中部,可能会产生由应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等所代表的环境促进开裂。一旦产生环境促进开裂,就必须停止运行以进行检查、维修,可能会对稳定的电力供给造成妨碍。

关于环境促进开裂,已知应力、材料、环境这3个因素,通过改善这些因素的影响可以期待抑制环境促进开裂。例如,关于应力,可以考虑使用避免应力集中的形状、结构,关于材料,可以考虑使用耐力降低而应力腐蚀开裂敏感性低的材料,关于环境,可以考虑对嵌合部进行被覆或填充,或者设置密封部以使蒸汽轮机内的蒸汽不侵入嵌合部。

作为涉及降低环境促进开裂的一个因素、即应力对蒸汽轮机的影响的技术,例如,在专利文献1(日本实开昭61-95904号公报)中公开了如下技术:在转子盘的外周部绵密地排列多个动叶片并构成为一体,转子盘具备在周向上排列的楔形榫头,动叶片具备与该楔形榫头对置的楔形榫槽,通过使楔形榫槽与上述转子盘的楔形榫头配合,从而使转子盘与动叶片成为一体,其中,通过喷丸硬化对转子盘的楔形榫头施加压缩残留应力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本实开昭61-95904号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是,在上述现有技术中,存在下述问题。

即,在通过喷丸硬化对转子的动叶片安装用槽部施加压缩残留应力的情况下,有时会出现尺寸的变化、表面硬化层的形成或粗糙表面等,而这些成为耐腐蚀性降低的主要因素(即,促进环境因素引起的环境促进开裂),因此在喷丸硬化后需要实施机械磨削来将它们除去。但是,在喷丸硬化后实施机械磨削不仅繁杂,而且存在好不容易形成的压缩应力层变薄,压缩残留应力的效果也变小的问题点。

本发明是鉴于上述而完成的,其目的在于提供抑制了通过喷丸硬化施加的压缩残留压力的效果的降低以及处理的烦杂化并且对环境促进开裂的耐性高的蒸汽轮机及其表面处理方法。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的,本发明的蒸汽轮机具备:在构成蒸汽轮机的结构体的表面上通过喷丸硬化被施加了压缩残留应力的压缩应力层;以及以覆盖上述压缩应力层的表面的方式镀覆而形成的被覆层。

发明的效果

能够提供抑制了通过喷丸硬化施加的压缩残留压力的效果的降低以及处理的烦杂化并且对环境促进开裂的耐性高的蒸汽轮机及其表面处理方法。

附图说明

图1是第1实施方式的蒸汽轮机的包括旋转轴的面的纵剖面图。

图2是抽出图1中的A部分的结构的一部分并进行放大显示的立体图。

图3是示意性地表示转子轮与动叶片的嵌合部中的互相对置的面的表面部分的结构的剖视图。

图4是说明喷丸硬化中产生卷曲的机理的图,是表示钢球被打在未处理的处理对象物上的状态的图,

图5是说明喷丸硬化中产生卷曲的机理的图,是表示钢球被打在凹陷中的状态的图。

图6是说明喷丸硬化中产生卷曲的机理的图,是表示形成了卷曲和凹陷的状态的图。

图7是表示实施了各镀覆处理的试片的极化曲线的图。

图8是表示实施了各镀覆处理的试片中的开裂的耐应变特性试验的结果的图。

图9是表示应力腐蚀开裂敏感性试验中的试验结果的图。

图10是将应力腐蚀开裂敏感性试验中使用的试片的条件整理为表格形式得到的图。

图11是将图9所示的应力腐蚀开裂敏感性试验的试验结果整理为表格形式得到的图。

图12是示意性地表示第2实施方式的转子轮与动叶片的嵌合部中的互相对置的面的表面部分的结构的剖视图。

图13是抽出图1中的B部分的结构的一部分并进行扩大显示的立体图。

符号的说明

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