ICS27.040 K54 中华人民共和国国家标准 GB/T28559—2012 超 临界及超超临界汽轮机 叶片 Supercriticalandultra-supercriticalturbine—Blades 2012-06-29发布 2012-11-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国电器工业协会提出并归口。 本标准起草单位:哈尔滨汽轮机厂有限责任公司、机械工业北京电工技术经济研究所、东方汽轮机 有限公司、上海汽轮机厂有限责任公司、北京北重阿尔斯通有限责任公司、无锡透平叶片有限公司。 本标准主要起草人:倪永君、李庆、崔建国、卢琛钰、吴其林、王伟莉、李湘军、吕智强、段中旭。 ⅠGB/T28559—2012 超临界及超超临界汽轮机 叶片 1 范围 本标准规定了超临界及超超临界汽轮机静、动叶片的一般要求、叶片材料、锻件、静叶片及动叶片制 造要求、检测、包装与标志等技术要求。 本标准适用于超临界及超超临界汽轮机静、动叶片。其他型式的汽轮机静、动叶片也可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T2900.46 电工名词术语 汽轮机及其附属装置 GB/T6402 钢锻件超声检测方法 GB/T8732 汽轮机叶片用钢 JB/T3073.4 汽轮机精锻动叶片 技术条件 JB/T3073.5 汽轮机用铸造静叶片 技术条件 JB/T9628 汽轮机叶片 磁粉探伤方法 3 术语和定义 GB/T2900.46界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 叶片 blade 在通流部分中用以改变汽流参数实现能量转换的零件。一般由叶根和具有特定型面的叶身组成。 3.2 动叶(片) rotorblade 转子上的叶片。 3.3 静叶(片) stationaryblade 隔板、汽缸等静止部件上的叶片。 3.4 导(向)叶(片) guideblade 通流部分中主要起导向作用的静叶。 3.5 直叶片 straightblade 叶片沿叶高截面形状相同的叶片。 3.6 扭叶片 twistedblade 叶片沿叶高截面形状不同,截面面积减小,相邻两截面有相对扭转的叶片。 1GB/T28559—2012 3.7 叶根 bladeroot 将叶片固定在轮盘(转子体)或汽缸(持环)上的具有一定尺寸和形状的叶片部分。 3.8 隔板 diaphragm 装有静叶片的两半圆板或整圆板。 3.9 围带 shroud 叶片的顶部具有或加装的带状金属。 3.10 攻角 attackangle 汽流进汽角和叶型几何进汽角之间的夹角(汽流进汽冲击在内弧上称为正攻角,汽流进汽冲击在背 弧上称为负攻角)。 4 一般要求 4.1 气动设计 为降低叶片的二次流损失,建议采用弯叶片和后加载叶型。 为了降低叶片的尾迹损失,叶片出汽边厚度应尽可能小。 对于调峰机组,末级叶片的根部反动度要求大于25%。 为提高级效率,静叶片型线攻角的适应范围为±20°,动叶型线攻角的适应范围为+10°~-15°。 4.2 强度校核 4.2.1 叶片的强度校核由制造商规定。 4.2.2 对于工作在400℃以上的叶片,需校核叶片的蠕变强度和持久强度。蠕变强度的安全系数K 为1.4,持久强度的安全系数K为1.7。 4.2.3 各项静强度的安全系数推荐如下(以材料的常温屈服强度σ0.2作为考核准则): a) 叶片型线部分各截面的总应力(拉弯合成应力)安全系数K≥1.7; b) 叶片拉筋孔削弱截面的拉应力安全系数K≥2.5; c) 自带围带叶片的顶截面的拉应力安全系数K≥6; d) 拉筋的弯应力安全系数K≥1.7; e) 叉型叶根削弱面拉应力安全系数K≥3,拉弯合成总应力安全系数K≥1.3; f) 其他形式的叶根拉应力安全系数K≥2.5,弯应力安全系数K≥2.5,拉弯合成总应力安全系数 K≥1.7; g) 叶根销钉剪应力安全系数K≥2.7,叶根和轮缘剪应力安全系数K≥3,轮缘拉弯合成总应力安 全系数K≥2。 4.2.4 用有限元分析法得到的叶片局部峰值应力超过材料强度极限(σ0.2)时,应对部件进行低周疲劳 寿命评估。低周疲劳寿命应大于15000次。 5 汽轮机用叶片钢 5.1 叶片钢材料选择 根据各级叶片的工作温度及强度校核要求,按照GB/T8732选择合适的叶片钢材料,并按GB/T8732 2GB/T28559—2012 要求进行原材料的生产、制造、检查和验收。如用户对叶片有特殊要求,可制定专门的采购技术规范。 静叶片可以根据工作条件选用适当的铸钢材料制造。 5.2 叶片钢防护措施 对于受到固体粒子侵蚀严重的叶片,如调节级喷嘴或中压第一级静叶,可采取防固体粒子侵蚀的工 艺措施。 5.3 叶片的成型 叶片的成型方式根据设计、使用工况及加工需要,可以选择满足使用要求的铣削、锻造或铸造方法。 6 叶片锻件要求 6.1 投料 叶片锻件应按熔炼炉号投料,每个锻件均应在叶根处打上熔炼炉号或代号。 6.2 锻件状态 6.2.1 叶片锻件应采用抛磨和吹砂工艺,清除毛刺飞边、表面氧化皮和润滑剂残留物。 6.2.2 叶片锻件应经热处理,其热处理工艺制度按具体叶片选用材料的要求进行。 6.2.3 叶片锻件经热处理后若有变形,可进行冷、热校正,校正后应进行去应力退火,去应力退火温度 应低于最后一次回火温度30℃~50℃,缓慢冷却。 6.3 力学性能 经最终热处理后的叶片锻件,其常温力学性能应符合具体叶片选用材料的要求。 6.4 高倍、低倍组织 经最终热处理后的叶片锻件,其高倍组织性能应符合具体叶片选用材料的要求,当有特殊要求时按 技术协议要求检查低倍流线。 6.5 无损检验 经最终热处理后的锻件,应100%进行无损检验,叶片锻件根部应按GB/T6402进行超声波探伤检 验,其表面应按JB/T9628进行磁粉探伤。 6.6 形状与尺寸 6.6.1 叶片锻件的几何形状与尺寸抽检批次为每班次首件、中间件及末件,用专用检测框架和专用检 测样板对叶片锻件各个典型截面进行检测。如用户有特殊要求,则需要用三坐标进行抽测检查。 6.6.2 锻件叶身最大厚度偏差应符合表1规定。 表1 锻件叶身最大厚度偏差 单位为毫米 汽道高度h ≤150 >150~600 >600~900 >900~1200 >1200 偏差 ±1+2 -1+3 -1+4 -1+5 -2 6.6.3 交接基准三中心孔定位,中心孔大小和尺寸按技术协议要求,必要时在叶片锻件上划线来控制 3GB/T28559—2012 叶片锻件的纵向基准位置。 6.7 表面质量 6.7.1 叶片锻件表面不允许有裂纹、折叠、分层,如果有表面缺陷,应对这些缺陷打磨清除,打磨凹坑应 圆滑转接,打磨的深度不应超过机加工余量的1/2,宽度应不小于深度的8倍。 6.7.2 叶片锻件表面压痕、碰伤、疤痕、机械损伤等缺陷其深度不得超过机械加工余量的1/2。 7 静叶片制造表面的要求与偏差 7.1.1 汽道部分型线的粗糙度 汽道部分型线的粗糙度要求分别为: a) 汽道的粗糙度为Ra1.6μm; b) 切面的粗糙度为Ra6.3μm; c) 两端面的粗糙度为Ra12.5μm。 7.1.2 焊接坡口与焊缝的粗糙度 所有焊接坡口与焊缝的粗糙度为Ra12.5μm。 7.1.3 隔板内外环的粗糙度 隔板内外环的粗糙度为Ra12.5μm。 7.2 汽道部分的偏差 7.2.1 汽道高度偏差以汽道高度分挡划定,应符合表2规定。 表2 汽道高度偏差 单位为毫米 汽道高度h ≤30 >30~120>120~400>400~700>700~1000 >1000 偏差 ±0.2 ±0.3 ±0.5 ±0.6 ±0.8 ±1.0 7.2.2 汽道喉部宽度偏差以叶片百分比分挡划定,平均偏差为名义喉宽的±3%,其中15%叶片允许 为名义喉宽的±10%。 7.2.3 汽道节圆直径偏差应符合表3规定。 表3 汽道节圆直径偏差 单位为毫米 汽道节圆直径Φ ≤1000 >1000~1500 >1500~3000 >3000 汽道节圆直径偏差 ±1.0 ±1.5 ±2.0 ±3.0 7.2.4 汽道各截面型线与检验样板之间的间隙见附录A。 7.3 厚度偏差 7.3.1 直叶片叶型最大厚度偏差±0.15mm。 7.3.2 扭叶片叶型最大厚度偏差值应符合表4规定。 4GB/T28559—2012 表4 扭叶片叶型最大厚度偏差值 单位为毫米 型面根部宽度B1 ≤50 >50~80 >80~150 >150~300 >300 偏差 ±0.2 ±0.3 ±0.45 ±0.6 ±0.9 7.3.3 出汽边的厚度偏差由设计规定。 7.4 其他 7.4.1 总出口面积偏差为±3%。 7.4.2 轴向错位偏差为±0.38mm。 7.4.3 未规定的偏差要求由设计规定。 7.4.4 静叶片结构型式参见附录B。 8 动叶片制造表面的要求与偏差 8.1 粗糙度 8.1.1 汽道部分的粗糙度 汽道部分的粗糙度要求分别为: a) 叶片汽道的粗糙度,铣制叶片Ra值不大于0.8μm,精锻叶片Ra值不大于1.6μm(汽道高度 h大于350mm时,表面粗糙度Ra值不大于1.6μm); b) 装配内平面及内弧面表面粗糙度Ra值不大于3.2μm,装配背平面及背弧面表面粗糙度Ra 值不大于6.3μm; c) 型面与叶根圆弧过渡处表面粗糙度Ra值不大于0.8μ