[发明专利]内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的监控装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在汽轮机和燃气轮机的制造与加工阶段、基于裂纹扩展寿命的、汽轮机和燃气轮机的内缸与外缸及阀壳的内表面制造缺陷的监控装置及方法，属于汽轮机和燃气轮机的技术领域。

背景技术

在汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳的铸造、焊接和加工等制造过程中，有可能产生内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷。传统的汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的评定方法，要求内缸、外缸与阀壳焊缝的内表面制造缺陷不超过1mm，要求内缸、外缸与阀壳其他区域的内表面制造缺陷不超过3mm。若探伤发现的内缸、外缸与阀壳内表面制造缺陷大于规定值，内缸、外缸或阀壳予以报废。由于汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳的造价昂贵，内缸、外缸与阀壳报的废经济损失大。传统方法，没有考虑汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷所在部位的主应力作用及其裂纹扩展寿命的影响。在汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳的制造和加工阶段，基于裂纹扩展寿命的内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的监控，还没有合适的方法可供使用。

申请人已经申请发明专利“汽轮机阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法”，申请号201110413911.3，是汽轮机阀壳与汽缸在发电厂运行阶段，在线计算和定期监控汽轮机阀壳与汽缸的内表面和外表面的裂纹扩展寿命。华东理工大学申请的发明专利“汽轮机高温部件的剩余寿命预测方法”，申请号200710170946.2，在高温部件发现缺陷后，可以计算裂纹长度等于或超过临界裂纹尺寸的循环次数，该循环次数乘以保载时间来预测剩余寿命。郑善琨等人在《动力工程》1986年第4期发表论文“汽轮机低压转子缺陷评定”，采用缺陷探伤面积与允许的初始缺陷面积进行比较，来评定汽轮机低压转子的缺陷。

现有技术，没有考虑汽轮机和燃气轮机在停机过程中产生的主应力对内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的裂纹扩展寿命的影响，因而不能判断带有内表面制造缺陷的汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳能否安全服役到起停寿命10000次。在汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳制造过程中，探伤发现内缸、外缸与阀壳带有内表面制造缺陷后，评价汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳起停寿命能否达到10000次，还没有合适的方法可供使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于裂纹扩展寿命的汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的监控装置及方法，实现在汽轮机和燃气轮机的制造与加工过程中内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的服役安全性的评价与监控。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种内缸、外缸与阀壳内表面制造缺陷的监控装置，其特征在于，包括：

用于对内缸、外缸与阀壳焊缝内表面进行着色探伤，对除焊缝以外的内缸、外缸与阀壳内表面进行磁粉探伤，以确定内缸、外缸与阀壳内表面制造缺陷的所在部位和尺寸的磁粉探伤与着色探伤设备；

用于存储磁粉探伤与着色探伤设备所采集的数据的数据库服务器；

基于数据库服务器内存储的数据，对内缸、外缸与阀壳内表面裂纹扩展寿命进行计算，进而对内缸、外缸与阀壳内表面制造缺陷进行评价与监控的计算服务器；

用于输出内缸、外缸与阀壳内表面制造缺陷的评价与监控结果的用户端浏览器；

用于管理网页组件和回应用户端浏览器的请求的网页服务器。

优选地，所述磁粉探伤与着色探伤设备与数据库服务器连接，计算服务器与数据库服务器和网页服务器连接，网页服务器分别与数据库服务器、计算服务器和用户端浏览器连接。

本发明还提供了一种汽轮机和燃气轮机的内缸、外缸与阀壳内表面制造缺陷的监控方法，其特征在于，步骤为：

第一步：探伤确定内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的当量直径d；

第二步：计算内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的面积A₀；

内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的面积A₀的计算公式为：

式中：

d——内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷探伤的当量直径；

第三步：确定内缸、外缸与阀壳的内表面制造缺陷的半椭圆形裂纹的初始短轴半径a₀；