Parandadesväsimuskindlusof Q355Dteras tuuleturbiinitornide valmistamisel on{0}}mitmetahuline tehniline väljakutse. Kuigi Q355D isepakub head vastupidavust -20 kraadi juures, selle väsimusjõudlus tuuleturbiini lakkamatu, suure-tsükli ja muutuva amplituudiga koormuse korral on konstruktsiooni 20–25-aastase eluea jaoks ülimalt oluline.
Keskenduda tuleb pingekontsentratsioonide minimeerimisele, materjali terviklikkuse säilitamisele ja veatu valmistamise tagamisele.
Siin on terviklik strateegia:
1. Disaini optimeerimine stressikontsentratsioonide vähendamiseks
See on kõige tõhusam viis süsteemi väsimuskindluse parandamiseks.
Optimeeritud sektsioonide üleminekud: kasutage torni koonilistes sektsioonides järkjärgulisi kitsenemisi, mitte järsu läbimõõdu muutmise asemel. Kõikidel geomeetrilistel üleminekutel peaks olema suured raadiused.
Ääriku ja ukseava konstruktsioon: tugevdage uste, kaevu ja elektrilisi läbiviiguavasid topeltplaatide või sepistatud/pressitud rõngastega, et pinget ümber jaotada. Vältige teravaid nurki; kasutage ümaraid avasid.
Siseplatvormi ühendused: projekteerige paindlike ühendustega platvormid ja siseredelid (nt piludega augud, elastsed alused), et vältida nende muutumist soovimatuteks koormust{2}}kandvateks osadeks, mis tekitavad torni seinas kohalikke pingeid.
2. Valmistamine ja keevitamine: kriitiline faas
Väsimuspraod tekivad peaaegu alati keevisõmblustest. Seetõttu on keevisõmbluse kvaliteet ja detailid kõik.
A. Keevisliidete projekteerimine ja ettevalmistamine
Täieliku läbitungiga keevisõmblused: kasutage kõigi primaarsete ümbermõõdu (horisontaalsete) ja pikisuunaliste (vertikaalsete) õmbluste jaoks kahe{0}}poolseid põkkkeevisõmblusi (või ühepoolseid-tagamis- ja tagasi{2}}saakimisega). Primaarse koormuse ülekandmiseks pole keevisõmblusi.
Keevisprofiili juhtimine: saavutage sile, nõgus keeviskorgi profiil õrna üleminekuga mitteväärismetallile (keevitusvarvaste lihvimine on kohustuslik). See vähendab stressi kontsentratsioonitegurit (Kt).
Sobivuse-täpsus: tagage plaatide täpne joondamine. Vale joondamine (hi{2}}lo) tekitab tõsiseid sekundaarseid paindepingeid, mis on peamine väsimuse hävitaja. Tolerants peaks olema < 10% plaadi paksusest või 2 mm, olenevalt sellest, kumb on väiksem.
B. Keevitusprotsesside ja protseduuride juhtimine
Protsessi valik: kasutage piki-/ümbermõõtude õmbluste jaoks sukelkaarkeevitust (SAW). See tagab sügava läbitungimise, kõrge kvaliteedi ja suurepärase profiili konsistentsi. Gas Metal Arc Welding (GMAW) sobib väiksemate keevisõmbluste jaoks.
Range WPS-i järgimine: järgige kvalifitseeritud keevitusprotseduuri spetsifikatsiooni (WPS) kontrollitud keskmise soojussisendiga, et vältida suurt ja rabedat kuumus{0}}mõjutatud tsooni (HAZ).
Madala-vesiniku kasutamise praktika: kasutage vesiniku-indutseeritud pragude vältimiseks küpsetatud elektroode/vooge, mis toimib väsimuse initsiaatorina.
C. Keevituse järgne töötlemine- (kõige otsesem täiustus)
Varvaste lihvimine: mitte{0}}kaubeldav. Lihvige kõik piki- ja ümbermõõtu keevisõmblused, et eemaldada allalõige, räbu sissetungimine ja luua sujuv raadius. See võib suurendada väsimustugevust 30-50%.
Peening meetodid: kriitiliste liigeste jaoks kasutage:
Peening vasaraga: ümara tööriista kasutamine keevisõmbluse varba plastiliseks deformeerimiseks, tekitades kasulikke survejääkpingeid.
Kõrg-sageduslik lööktöötlus (HiFIT)/Ultra Sonic Impact Treatment (UIT): täiustatud tehnikad, mis pikendavad oluliselt väsimuse kestust, luues sügava ja stabiilse survekoormuse kihi ja viimistledes pinna mikrostruktuuri.
3. Materjali ja toodangu kvaliteedi kontroll
Plaadi kvaliteet: määrake "Z-direction" (läbi-paksuse) omadused (nt Z15, Z25), et vältida lamellide rebenemist tugevalt piiratud liigendites (nagu äärikurõngad).
Mõõtmete tolerantsid: plaadi tasasuse ja silindrilisuse range kontroll, et minimeerida "välja-ümardust" ja vajadust korrigeerivate jõudude järele püstitamise ajal.
Mittepurustav testimine (NDT):
Kõigi põkk-keevisõmbluste 100% ultrahelitestimine (UT).
Kõigi keevisõmbluste magnetosakeste testimine (MT) pärast lihvimist.
See tagab, et ei esine pragusid{0}}algatavaid defekte.
4. Paigaldamise ja-kasutamise kaalutlused
Poltide eelkoormuse juhtimine: kasutage äärikutega torniühenduste jaoks hüdraulilisi pingutiid või kalibreeritud momentvõtmeid, et tagada poltide ühtlane ja kõrge eelkoormus. See tagab, et äärikupinnad jäävad töötamise ajal kokkusurutud, kandes üle hõõrdumise kaudu koormust ja kaitstes polte väsimuse eest.
Korrosioonikaitse: hooldage kattesüsteemi. Korrosiooniaugud on tugevad väsimuspraod käivitajad. D-klassi sitkus ei oma tähtsust punktkorrosiooni korral.
Väsimuse eluea pikendamise strateegia kokkuvõtlik tabel
| Lava | Võtmetegevus | Väsimuse parandamise mehhanism |
|---|---|---|
| Disain | geomeetria optimeerimine; kasutage heldeid raadiusi; tugevdada avasid. | Vähendab struktuurset pingekontsentratsioonitegurit (K_s). |
| Valmistamine (keevitus) | Kasutage täielikult{0}}läbitungivaid põkk-keeviseid; tagada täiuslik joondus. | Kõrvaldab osalise läbitungimise või vale joondamise tõttu tekkivad sälguefektid. |
| -Postkeevistöötlus | Lihvige kõik keevisõmblused siledaks profiiliks. Rakenda HFIT/UIT peening. | 1. Vähendab geomeetrilist pingekontsentratsiooni (K_t). 2. Indutseerib sügavat survejääkpinget, tõrjudes tõmbeväsimuskoormusi. |
| Kvaliteedikontroll | 100% UT/MT keevisõmblustest; paksude plaatide jaoks määrake Z-klassi teras. | Kõrvaldab sisemised defektid (räbu, praod), mis on pragude tekitajad. |
| Erektsioon | Tagage äärikühendustes ühtlane ja kõrge poltide eelkoormus. | Kannab koormuse üle hõõrdumise, varjestuspoltide ja ääriku kaudu tsüklilise pinge eest. |
Järeldus
Te ei saa muuta Q355D mitteväärismetallile omast S-N-kõverat (stress vs. tsüklid kuni rikkeni). Seetõttu on kogu strateegia eesmärk tagada, et lõplik struktuur toimiks võimalikult lähedal mitteväärismetalli sisemisele väsimuspiirile.
See saavutatakse järgmiselt:
Stressi tõstjate väljatöötamine.
Täiuslike keevisõmbluste valmistamine ja seejärel nende täiustamine varvaste lihvimise ja lõikamise teel.
Halastamatult kontrollib, et kõrvaldada defektid.
Tuuleturbiinide tornide puhul on torni segmentide otstes (kus paindemomendid on suurimad) ringõmbluste töötlemine-(lihvimine + lahtilõikamine) sageli kõige kuluefektiivsem meede väsimuse eluea järsuks pikendamiseks. See protsess on sageli täpsustatud tornide täiustatud tootmisstandardites ja suurte turbiinide originaalseadmete tootjate poolt.