Побољшањеотпорност на замороф Q355Dчелик у производњи торња за ветротурбине представља-вишеструки инжењерски изазов. Док сам К355Днуди добру жилавост на -20 степени, његове перформансе замора под немилосрдним, високим-циклусом, оптерећењем променљиве амплитуде ветротурбине су од кључне важности за пројектовани век конструкције од 20-25 година.
Фокус мора бити на минимизирању концентрације напона, очувању интегритета материјала и обезбеђивању беспрекорне израде.
Ево свеобухватне стратегије:
1. Оптимизација дизајна за смањење концентрације стреса
Ово је најефикаснији начин за побољшање отпорности система на замор.
Оптимизовани прелази пресека: Користите постепене сужења у конусним деловима торња уместо наглих промена пречника. Сви геометријски прелази треба да имају велике радијусе.
Дизајн прирубница и отвора за врата: Ојачајте отворе за врата, шахт и електричне продоре дуплим плочама или кованим/пресаним прстеновима да бисте прерасподелили напон. Избегавајте оштре углове; користите заобљене отворе.
Унутрашње везе платформе: Дизајнирајте платформе и унутрашње мердевине са флексибилним везама (нпр. рупе са прорезима, еластични носачи) како бисте спречили да постану ненамерни елементи који носе оптерећење-који стварају „вруће тачке“ локалног напрезања у зиду торња.
2. Израда и заваривање: критична фаза
Пукотине од замора скоро увек настају на завареним спојевима. Дакле, квалитет завара и детаљи су све.
А. Дизајн и припрема заварених спојева
Завари са пуним продирањем: Користите двостране -бочне сучеоне заваре (или једностране-са подлогом и задњим-изрезивањем) за све примарне ободне (хоризонталне) и уздужне (вертикалне) шавове. Нема кутних завара за примарни пренос оптерећења.
Контрола профила завара: Постигните гладак, конкавни профил поклопца завара са благим прелазом на основни метал (брушење врхова завара је обавезно). Тиме се смањује фактор концентрације напона (Кт).
Подеси{0}}Тачност нагоре: Обезбедите прецизно поравнање плоче. Неусклађеност (хи-ло) ствара озбиљна секундарна напрезања при савијању, што је главни узрок замора. Толеранција треба да буде < 10% дебљине плоче или 2 мм, шта год је мање.
Б. Контрола процеса и процедуре заваривања
Избор процеса: Користите заваривање под водом (САВ) за уздужне/ободне шавове. Обезбеђује дубоку пенетрацију, висок квалитет и одличну конзистентност профила. Електролучно заваривање метала гасом (ГМАВ) је погодно за мање заварене шавове.
Строго придржавање ВПС-а: Придржавајте се квалификоване спецификације поступка заваривања (ВПС) са контролисаним, средњим уносом топлоте да бисте избегли велику, ломљиву зону{0}}захваћену топлотом (ХАЗ).
Ниска-пракса водоника: Користите запечене електроде/флуксове да бисте спречили пуцање-индуковано водоником, које делује као покретач замора.
Ц. Пост-Третман заваривања (најдиректније побољшање)
Брушење прстију: без{0}}преговарања. Избрусити све уздужне и ободне заварене прсте да бисте уклонили подрезане делове, продоре шљаке и створили глатки радијус. Ово може повећати снагу замора за 30-50%.
Методе шишања: За критичне спојеве примените:
Уклањање чекићем: Коришћење заобљеног алата за пластично деформисање врха завара, изазивајући благотворно заостало напрезање при притиску.
Високо-третман високофреквентним ударом (ХиФИТ)/третман ултразвучним ударом (УИТ): Напредне технике које дубоко продужавају животни век од замора стварањем дубоког, стабилног слоја тлачног напрезања и рафинирањем микроструктуре површине.
3. Контрола квалитета материјала и производње
Квалитет плоче: Одредите својства „З-правца“ (преко-дебљине) (нпр. З15, З25) да бисте спречили ламеларно цепање у веома ограниченим спојевима (као што су прирубнички прстенови).
Толеранције димензија: Строга контрола равности плоче и цилиндричности како би се минимизирала „из-заокруженост- и потреба за корективним силама током ерекције.
Не-тестирање без разарања (НДТ):
100% ултразвучно испитивање (УТ) свих сучеоних завара.
Испитивање магнетним честицама (МТ) свих заварених прстију након брушења.
Ово обезбеђује да нема дефеката који{0}}иницирају пукотине.
4. Разматрања о монтажи и -услуживању
Контрола преднапрезања завртња: За прирубничке прикључке на торњу, користите хидрауличне затезаче или калибрисане момент кључеве да бисте обезбедили равномерно, високо предоптерећење у завртњима. Ово осигурава да површине прирубница остају у компресији током рада, преносећи оптерећење преко трења и штитећи завртње од замора.
Заштита од корозије: Одржавајте систем премаза. Корозивне јаме су моћни покретачи заморних пукотина. Жилавост "Д" степена је ирелевантна ако дође до корозије удубљења.
Сажетак стратегије за побољшање живота замора
| Стаге | Кључна акција | Механизам побољшања умора |
|---|---|---|
| Дизајн | Оптимизујте геометрију; користите великодушне радијусе; ојачати отворе. | Смањује фактор концентрације структурног напрезања (К_с). |
| Израда (заваривање) | Користите сучеоне заваре са пуним{0}}продирањем; обезбеди савршено поравнање. | Елиминише ефекте зареза услед делимичног продирања или неусклађености. |
| Пост{0}}Третман заваривања | Избрусити све заварене прсте до глатког профила. Применити ХФИТ/УИТ пеенинг. | 1. Смањује концентрацију геометријског напрезања (К_т). 2. Индукује дубоко заостало напрезање при притиску, супротстављајући се оптерећењима при затезању. |
| Контрола квалитета | 100% УТ/МТ заварених спојева; наведите челик З-разреда за дебеле плоче. | Елиминише унутрашње недостатке (шљака, пукотине) који су покретачи пукотина. |
| ерекција | Обезбедите равномерно, високо предоптерећење завртња у прирубничким спојевима. | Преноси оптерећење преко трења, заштитних вијака и прирубнице од цикличког напрезања. |
Закључак
Не можете да промените инхерентну С-Н криву (напрезање у односу на циклусе до отказа) основног метала К355Д. Према томе, цела стратегија је да се обезбеди да коначна структура делује што је могуће ближе граници унутрашњег замора основног метала.
Ово се постиже:
Дизајнирање подизача стреса.
Израда савршених заварених спојева, а затим њихово побољшање брушењем и глачањем.
Немилосрдно проверавајте да бисте уклонили недостатке.
За торњеве турбина на ветар, обрада после-завара (брушење + лучење) ободних завара на крајевима сегмената торња (где су моменти савијања највећи) је често једина најисплативија-мера за драматично продужење века трајања замора. Овај процес је често специфициран у напредним стандардима производње торња и од стране главних произвођача турбина.