多大振動(dòng)會(huì)引起部件疲勞損壞？

各種形式汽輪發(fā)電機(jī)組，動(dòng)靜部件結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜多變，其振幅（變形）不是動(dòng)應(yīng)力的單值函數(shù)，因此只憑振動(dòng)幅值對(duì)這些部件做出疲勞與否的結(jié)論，顯然不科學(xué)。但從大量機(jī)組運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)總結(jié)歸納中，可以得到下列經(jīng)驗(yàn)。

一、振動(dòng)過(guò)大的含義

就汽輪發(fā)電機(jī)軸承振幅而言，平常所說(shuō)的、實(shí)際機(jī)組可能發(fā)生的振動(dòng)過(guò)大，有以下三種含義：

大于50μm，小于120μm。這是現(xiàn)場(chǎng)較常見(jiàn)的額定轉(zhuǎn)速下機(jī)組振動(dòng)過(guò)大。

大于120μm，小于300μm。這種振動(dòng)對(duì)于額定轉(zhuǎn)速為3000r/min的機(jī)組，在工作轉(zhuǎn)速下，不能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。有些機(jī)組啟停，通過(guò)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速時(shí)都會(huì)頻繁發(fā)生。

大于300μm。如果振動(dòng)是低頻的油膜振蕩和分諧波共振，發(fā)生在發(fā)電機(jī)軸承上，短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行不會(huì)引起明顯的損壞。但如果是基頻振動(dòng)，在額定轉(zhuǎn)速下，會(huì)引起重大惡性事故，例如大軸彎曲和軸系破壞事故；如果發(fā)生在汽機(jī)高壓轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下，也將會(huì)引起彎軸事故；如果發(fā)生在轉(zhuǎn)速較低的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下，即使對(duì)發(fā)電機(jī)沒(méi)有產(chǎn)生明顯的損傷，但因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡會(huì)引起汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)顯著增大，引發(fā)和加重轉(zhuǎn)軸碰磨，誘發(fā)彎軸事故。

上述三種振動(dòng)分別以振動(dòng)過(guò)大、強(qiáng)烈振動(dòng)和大振動(dòng)三個(gè)名詞概括。作為討論引起部件疲勞的振動(dòng)而言，顯然只包括振動(dòng)過(guò)大和強(qiáng)烈振動(dòng)兩種情況，因?yàn)榇笳駝?dòng)在機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行中不可能存在，這種振動(dòng)若是基頻，即使發(fā)生時(shí)間較短，在部件未出現(xiàn)疲勞之前，也會(huì)發(fā)重大振動(dòng)事故。

二、振幅值與部件疲勞的關(guān)系

由長(zhǎng)時(shí)間大量的機(jī)組運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得知，因振動(dòng)引起的部件疲勞與振幅值有直接關(guān)系，其規(guī)律有：

機(jī)組任何部件，不論其形狀、結(jié)構(gòu)如何，對(duì)于工作轉(zhuǎn)速為3000r/min的機(jī)組，振動(dòng)頻率小于或等于基頻時(shí)，軸承或部件三個(gè)方向Z大振幅小于120um時(shí)，在長(zhǎng)期運(yùn)行中這些部件不會(huì)發(fā)生疲勞損壞。

對(duì)于剛度較大的部件，例如軸承座，當(dāng)某一方向Z大振幅超過(guò)150um時(shí)，在長(zhǎng)期運(yùn)行中與其他部件連接處，將會(huì)產(chǎn)生疲勞損壞，例如軸承座固定螺絲、二次灌漿等。

對(duì)于剛度較小的一些部件，例如管子與軸承座不直接相連的發(fā)電機(jī)鏡子端蓋，當(dāng)某一方向振動(dòng)超過(guò)250um時(shí)，長(zhǎng)期運(yùn)行后會(huì)使這些部件與剛度大的部件連接處發(fā)生疲勞損壞，例如管子與軸承座連接處等。

（來(lái)源：焦化干熄焦技術(shù)）