蠕变疲劳交互作用下的高温转子寿命预测研究

在锻造、加工及服役过程中,汽轮机转子表面或内部可能会产生缺陷.为保证含缺陷转子在全寿命周期内的完整性,需要执行可靠的缺陷转子剩余寿命预测及评定.采用参考应力法对高参数、大功率汽轮机含缺陷转子进行了寿命预测研究,结果证实,在启动、稳态运行及停机过程中,转子表面的应力状态以切向应力为主.将转子缺陷位置处的切向应力施加到高拘束单边缺口拉伸试样两侧,并以此裂纹尖端参考应力及应力强度因子来预测缺陷转子的服役寿命,其评定结果是保守、可靠的.分析寿命演化曲线后发现,转子中的裂纹尺寸及裂纹扩展速率随启停循环次数的增加而不断增大,蠕变疲劳交互作用加速缺陷转子的寿命损耗.采用拘束度过高的深裂纹试样来评价缺陷转子寿命,将得到过于保守的结果.研究指出,为保证缺陷转子在长寿命服役中的完整性,需要选取裂纹深度合适的等效试样,并对缺陷转予进行耦合损伤机制下的寿命预测及评定.