Лопатки паровых турбин: что указать при заказе, чтобы не ошибиться с исполнением

Лопатки заказывают обычно после дефектации, когда ротор уже вскрыт и время останова идёт. В такой ситуации запрос «нужны лопатки на паровую турбину» стоит дорого: каждый уточняющий вопрос поставщика сдвигает срок. Лопатка определяется не моделью турбины, а своим местом в проточной части и исполнением, и эти данные лучше собрать сразу.

Ниже разобрано, что указать при заказе рабочих и направляющих лопаток паровой турбины. Порядок подходит и для полного венца, и для отдельных лопаток.

Коротко: для заказа лопаток паровой турбины нужны модель и серийный номер турбины, цилиндр и номер ступени, тип лопатки (рабочая или направляющая), номер детали или чертежа, тип хвостовика, материал и защита кромок по документации, число лопаток и требования к контролю и подбору по массе. Если документации нет, к запросу прикладывают образцы, замеры и результаты дефектации.

Где стоит лопатка

Первым делом определите место лопатки в машине:

• цилиндр: высокого, среднего или низкого давления;
• номер ступени по документации турбины и сторона потока, если цилиндр двухпоточный;
• тип лопатки: рабочая (на роторе) или направляющая (в диафрагме или обойме).

Лопатки соседних ступеней могут быть похожи внешне, но отличаются профилем, длиной, хвостовиком и материалом. Ошибка в номере ступени почти всегда означает неподходящую деталь.

Данные машины и детали

• модель и серийный номер турбины. По ним поставщик восстанавливает исполнение проточной части;
• номер детали или чертежа лопатки из каталога запчастей или документации;
• сведения о прошлых ремонтах: меняли ли эту ступень, на какие лопатки, есть ли отчёт. Если ступень уже переоблопачивали, исходный паспорт может не совпадать с тем, что стоит сейчас.

Исполнение лопатки

Даже при известном номере ступени важно описать исполнение:

• хвостовик (замок): его тип и размеры, состояние пазов диска. Если пазы ремонтировали, может понадобиться лопатка под ремонтный размер;
• бандаж и связи: цельнофрезерованный бандаж, накладной бандаж, демпферная проволока, если они есть;
• материал. Для рабочих лопаток применяют мартенситные хромистые стали, например 20Х13, 15Х11МФ, ЭИ-961. Конкретную марку берут только из документации изготовителя;
• защита входных кромок. Лопатки последних ступеней цилиндра низкого давления работают во влажном паре, и эрозия поражает в первую очередь входные кромки. Поэтому на них бывает защита: накладки или наплавка эрозионно-стойкого сплава, поверхностное упрочнение. Тип защиты указывают явно.

Сколько лопаток и как их ставить

• полный венец или часть. При частичной замене поставщику нужно знать, сколько лопаток меняют и почему;
• подбор по массе. Лопатки в венце расставляют так, чтобы не создать дисбаланс ротора, поэтому их массу или статический момент учитывают при расстановке. Укажите, нужна ли сортировка и в каком виде нужны данные;
• крепёж и сопутствующие детали: замковые лопатки, штифты, уплотнения, если они меняются вместе с лопатками.

Требования к документам и контролю

Заранее определите, какие документы нужны с поставкой: паспорт или сертификат на лопатки, документ о контроле материала, результаты неразрушающего контроля, данные о массе. Какие документы требовать и как их проверять, подробно разобрано в материале про приёмку оборудования и запчастей.

Если документации нет

Это частая ситуация на старых турбинах. Тогда к запросу прикладывают:

• образцы снятых лопаток с указанием ступени и номера в венце;
• замеры профиля и хвостовика, сделанные подходящим инструментом;
• фото маркировки на лопатках и хвостовиках;
• результаты дефектации: что повреждено, на каких лопатках, есть ли трещины.

Образец показывает геометрию с износом и деформациями, а материал и термообработку по нему точно не определить. Поэтому вопрос об исполнении в таком случае обсуждают с поставщиком до заказа, вместе с ремонтом ротора. Восстановление лопаточного аппарата часто удобнее решать в рамках ремонта паровой турбины.

Ошибки, из-за которых лопатки приходят не те

Перепутана ступень или сторона потока. В двухпоточном цилиндре лопатки левой и правой стороны могут быть зеркальными. Номер ступени и сторону указывайте по документации турбины, а не по счёту на месте.

Не учтена прошлая замена. Ступень уже переоблопачивали другими лопатками, а заказ сделан по исходному паспорту. Новые лопатки не совпадают с теми, что стоят рядом.

Не указан ремонтный размер хвостовика. Пазы диска ремонтировали, а лопатки заказаны под номинальный размер.

Нет требований к массе. Лопатки пришли, но без данных для расстановки в венце. При частичной замене это особенно неприятно.

Нет защиты кромок. Для последних ступеней цилиндра низкого давления заказали лопатки без эрозионной защиты, которая была на исходных.

Как не потерять время на сроке

Изготовление лопаток занимает заметное время, особенно когда их делают по чертежу или образцу. Поэтому данные для заказа выгодно собирать заранее:

• при плановой инспекции переписать номера и маркировку лопаток ступеней, которые изнашиваются первыми;
• держать в документации актуальные данные о прошлых заменах;
• для ступеней с известным износом обсудить с поставщиком заказ лопаток до вскрытия, по данным прошлой дефектации.

Тогда к останову лопатки уже в работе, а не в переписке.

Чек-лист запроса

• модель и серийный номер турбины;
• цилиндр, номер ступени, сторона потока, рабочая или направляющая;
• номер детали или чертежа, если есть;
• тип хвостовика, бандаж и связи, состояние пазов;
• материал и защита кромок по документации;
• число лопаток, полный венец или часть, нужен ли подбор по массе;
• нужные документы и виды контроля;
• если документации нет: образцы, замеры, фото маркировки, итоги дефектации.