Ł Ł Ń Ą Ń
Ł Ó Ś Ż Ń Ł
Ł Ó Ś Ż Ś Ę Ę Ś Ż Ż Ś Ś Ś Ż Ś ć
Ś ć ć Ć ć ź ć Ż ć ć ć Ę Ś
Ś Ś Ś Ę ć ć Ą Ż Ź Ą ć Ś ć Ż ć Ć ć ć ć Ż ć Ś ć ć
ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć ć
Ł ć Ę Ś ć ć ć
K. Steller giem w ma zynie. Celem tych docieka jest opracowani zasad oceny natenia kawitacji w maszynie na podstawie pomiaru okrelonych jej objaww i to takich, ktrych rejestracja byaby moliwa w warunkach naturalnych. Badania przeprowadzono w dwch zakadach hydroenergetycznych wyposaonych w turbiny Francisa i Kaplana. Porniary ograniczono do tych parametrw, ktre w warunkach naturalnych mona byo dogodnie rejestrować. Tak wic przy obu turbinach mirzono ich parametry ruchowe, zmiany cinie i opr omowy w miejscu wystpowania kawitacji oraz drgania wybranych elemntw. W jednej z turbin, w ktrej wystpowaa tak zwana kawitacja szczelinowa, rejestrowano dodatkowo natenie haasu, mierzono szybkoć niszczenia osony wirnika oraz obserwowano struktur zaburze kawitacyjnych. Na podstawie obserwacji bezporedniej i w wietle lampy stroboskopowej okrelono rozmiar strefy kawitacyjnej, jej lokalizacj, stabilnoćoraz stopie,,zgszcze- nia" uderzeniowego. Ze wzgldu na ograniczony zakres bada przedstawione tu wyniki nie mog stanowi podstawy do uoglnie. Powodem jest i to, e w rnych maszynach i przy rnych formach kawitacji te same objawy, wystpujce od momentu pojawienia si kawitacji do czasu jej penego rozwoju (ujawnionego np. zmian charakterystyk energetycznych), mog mieć rny przebieg. 2. Niszczenie materialw jako skutek odtlziaywania kawitacji Na wstpie naley nadmienić, e w obydwu turbinach, po stosunkowo krtkim okresie eksploatacji, zauwaono ujemne skutki oddziaęwania kawitacji. W turbinie Francisa (bliźniaczą) uszkodzone byy opatki w pobliu krawdzi wylotowych (rys, ), natomiast Rys. 6. Fragment wirnika tur}iny Francisa ze ladami zliszcz wskutek kawitacji
Objawy kawitacji w maszynach hydraulicznych Rys. 7. Fragment osony wirnika turbiny Kaplana ze ladamizniszcze wskutek kawitacji w turbinie Kaplana u zkodzona bya cianawewntrzna osony wirnika - czćwlotowa do rury sscej (rys. 7). Na podstawie obserwacji zniszcz i miejsc ich pooenia w kanaach przepywowych wycignito nastpujce wnioski: 'fazy rozwoju i intensywnoćoddziaęwania kawitacji nie s w obu turbinach jednakowc,
Rys. 8. Wycinek staliwnej osony wirnika turbiny Kaplana (a) oraz wer kawitacyjny (b)
Rys. 9. Struktura warstwy wierzchniej staliwa 25L II (a) oraz stali 10 (b) w miejscu, gdzie stwierdzono skutki oddziaywania kawitacji
K. 12 Steller - rżnice w rozmiarach zniszcz wynikaj nie tylko z rnego nasilenia kawitacji w obu jednostkach, lecz take z ronej odpornociich tworzyw konstrukcyjnych, * nierwnomierne uszkodzenie opatek wirnika turbiny Francisa (rys. 6) naley tumaczyć niejednakowym ksztatem opatek (bdy wykonania, w tym regeneracji) oraz rnicami w stanach ich powierzchni. PrzeProwadzona analiza chmiczna wykazaa, e stal uyta naopatki turbiny Francisa posiada skad chemiczny (0,13 %C,0,026%P,0,031 %S,0,17%Si,0,30%Mn,0,05/oCr, o,oz%ni) odpowiadajcy stali wglowej konstrukcyjnej wyszej jakoci Gtut to),,rutomiast staliwo ttyte na oson wirnika turbiny Kaplana (0,25%C,0,40%Si, 0,55 i*l.., 0,o35%P, 0,o32%S, 0,15\Cr, o,2}lcu) jest staliwem w dowym gatunku 25L]. Badania metalograficzne wykazaę, e stal posiada struktur ferrytyczno_perlityczn charakterystyczn dla stali po wyarzeniu zupenym, zastaliwo struktur nieujednolicon i to zarwno w warstwach wierzchnich jak i w gbi materiau. Stwierd zono take istnienie wad materiaowych (lokatnych pknić i wtrce niemetalicznych) uatwiajcyćh Penetracj zalżkow kawitacyjnych w gb materiau i sprzyjajcych procesowi niszczenia. Ponadto ustalono, e redniatwardoćstali wynosi l07 HB, a staliwa 145 HB. RYs' 10, Zgad nietrawiony stali 10 w Pobliu weru kawitacyjnego. Widoczne wtrcenia niemetaliczne i pknicia biegnce ku powierzchni Jak wiadomo [3,6, 14,!6,18,24ltwardo nie jest jedyn cech materiau wiadczc o jego odporności na szybkozmienne obcienia hydrodynamiczne (uderzenia wodne) wystpujce podczas kawitacji, Duy wpyw na odpornoć wywieraj (procz skadu chemicznego) struktura i wady materiaowe. pod tym wzgldem stal t0 oiznaczaa si lepszymi wasnościami od staliwa 25LII. Potwierdziy to zreszt badania odpornoci prbek materiaowych na erozj kawitacyjn, Stwierdzono, e pod wpywem dziaania kawitacji (w tych samych warunkach naturalnych) szybkoćubywania masy p.ou"t,":.ji"g
ć ć Ł ć ć Ę Ż ć Ź Ł
ć ź ć ć ć Ę ć ć ć ć ć ŚĆ Ź ć Ż Ś Ę ć
ź
ć ź ć ć Ą Ą ć ć ć ć ć ć ć Ó Ś ć ć ć Ę ć Ę
ć ć Ą Ą Ę Ą ć ć Ą Ś ć ć Ś ŚĆ Ó
ź Ń
Ś
Ę
zr-- 6,4...6,6 200 400 4,5 5,a 600 n 1000 1200 8a0 6,0 Za - 1400 8,0 9,0 10,0 a[,%]------- Rys. 15. Zmiana wspczynnika pulsacji cinienia A w zalnociod warunkw pracy hydrozespou (turbina Francisa) '**l-.lt.ęhehit..:r. T]F; ie'il:fiii;,' i.::. li'i,a ilx ilileilii ti:ri:5i.ii::l+;ii: ;# ffjrl*;$#.e Rys, 16. Fragmenty tamoscylograficznychzzapisem *ffiffi ffi zmiany cinienia w rurz sscej turbiny Kaplana
ć
Ą ź
Ź Ń ć Ą ć ź ź ź ć ć ź ć ć Ą Ą ź ć ć
ź ź Ł ć ź Ą ć Ę
ź
ź ź ć Ś
ź ć ź Ą
Ó ź ć ć ć ŚĆ Ó ć ć ź Ć Ś Ó Ę ć Ń Ł ć Ś ź
ŚÓ ć Ź ć Ą ć Ś Ę ź
ź ź ć ć ć ć ź ć
ć ć ć ć ć ć ć ć ć Ę ć
Ś ź Ż Ć ć ć ź ć Ł ć ć ć Ź ć Ó Ą Ą
Ą ź Ę Ę Ę Ę Ę Ę ź Ę Ę Ę Ę Ą Ę Ż Ę Ę ź ź Ę Ę ź Ę ź Ą ź ć Ą Ę Ę ć ź