Предельная наработка металла роторов из стали 25Х1М1ФА при сверхдлительной эксплуатации турбин 60_МВт

Аннотация

Проведено сравнительное экспериментальное исследование структуры и свойств металла роторов из стали 25Х1М1ФА турбины ПТ-60-90 после эксплуатации длительностью примерно 400_тыс._ч и появления трещины на осевом канале и турбины ПТ-60-130 после дополнительного термического старения, эквивалентного 600_тыс._ч при температуре свежего пара 555\оС. Несмотря на отсутствие в микроструктуре металла явных признаков рекристаллизации, после старения произошло существенное -- до примерно 1,5 раз -- уменьшение твёрдости металла и других кратковременных прочностных механических характеристик. Разупрочнение оказалось не связано с диаметром и расстоянием между относительно крупными (свыше 1_мкм) частицами. Показано отрицательное влияние на прочность уменьшения содержания молибдена в твёрдом растворе. Предел длительной прочности на 100_тыс._ч при 525\оС уменьшился в 1,4 раза, из-за чего величина гарантированного ресурса ротора турбины ПТ-60-130 после старения при 650\оС уменьшилась с 1,7*10⁵ до 1*10⁵_ч. Увеличилось сопротивление хрупкому разрушению – критическая температура хрупкости металла понизилась с 56  до 42\оС. Установлено, что появление трещины на осевом канале не обязательно сопровождается большой степенью сфероидизации бейнитной составляющей (более 3 балла). Понижение твёрдости металла ротора турбины ПТ-60-90 до нижнего допустимого уровня 180_НВ произойдет приблизительно через 50_тыс._ч, что указывает на возможность эксплуатации турбины ПТ-60-90 до наработки 450_тыс._ч.