ГОСТ 18968-73: Прутки и полосы для лопаток турбин - Полный разбор

Обзор стандарта ГОСТ 18968-73: Критерии надежности турбинных деталей

Лопатки паровых турбин функционируют в условиях экстремальных нагрузок, высоких температур и воздействия паровых сред. Они являются ключевыми элементами конструкции турбины, определяющими ее эксплуатационную надежность и долговечность. Качество материала, используемого для изготовления лопаток, регламентируется стандартом ГОСТ 18968-73. В данном обзоре рассмотрены основные требования стандарта и их значение для обеспечения высокого уровня надежности турбинных лопаток.

Цель и область применения стандарта

ГОСТ 18968-73 устанавливает технические требования к пруткам и полосам из нержавеющих и жаропрочных сталей, предназначенных для производства лопаток турбин. Стандарт регламентирует химический состав, механические свойства, размеры и форму заготовок, обеспечивая их соответствие эксплуатационным условиям турбинных установок.

Требования к материалам

Стандарт предусматривает использование сталей, обладающих высокой жаропрочностью, коррозионной стойкостью и механической прочностью. К числу таких сталей относятся марки 15Х12ВНМФ, 18Х12ВМБФР, 20Х13, 30Х13, 40Х13 и другие, характеризующиеся способностью выдерживать значительные температурные нагрузки, усталостные напряжения и коррозионные воздействия.

Размерные параметры и допуски

ГОСТ 18968-73 определяет допустимые размеры и форму прутков. В частности, диаметр прутков варьируется от 8 до 200 мм с предельными отклонениями, не превышающими 0,5 мм для диаметров от 80 до 100 мм. Кривизна прутков не должна превышать 0,5 мм на каждый метр длины, что обеспечивает минимальные потери материала и снижает затраты на обработку.

Механические характеристики

Стандарт устанавливает требования к механическим свойствам материала, включая:

• Прочность на разрыв.

• Предел текучести.

• Ударную вязкость.

• Твердость по Бринеллю или Роквеллу.

Данные характеристики определяются после проведения термической обработки заготовок, включающей закалку и отпуск, что обеспечивает повышение эксплуатационных свойств материала.

Методы контроля качества

Контроль качества материала, соответствующего требованиям ГОСТ 18968-73, включает несколько этапов:

1. Входной контроль: Проверка сопроводительной документации на соответствие требованиям стандарта, включая маркировку, химический состав и результаты испытаний.

2. Визуальный осмотр: Выявление внешних дефектов, таких как трещины, включения, пузыри и другие несоответствия.

3. Измерение геометрических параметров: Определение отклонений от заданных размеров и формы заготовок.

4. Лабораторные испытания:

   • Испытания на прочность и пластичность.

   • Коррозионные испытания в агрессивных средах.

   • Микроструктурный анализ для выявления внутренних дефектов.

   • Ультразвуковой контроль для выявления внутренних неоднородностей и дефектов.

Сравнительный анализ с другими стандартами

Для оценки строгости требований ГОСТ 18968-73 проведем его сравнение с ГОСТ 5949-75, регламентирующим производство горячекатаного и холоднокатаного проката из коррозионно-стойкой и жаропрочной стали.

/ Параметр / ГОСТ 18968-73 / ГОСТ 5949-75 / /---------------------------------/----------------------------------/--------------------------------/ / Назначение / Заготовки для турбинных лопаток / Общий прокат / / Допуски по размерам / Очень точные / Обычные / / Допуск по кривизне / Очень строгие / Менее строгие / / Контроль макроструктуры / Обязательно / Не обязательно / / Контроль на межкристаллитную коррозию (МКК) / Обязательно / Не обязательно / / Ультразвуковой контроль / Обязательно / Не обязательно / / Марки стали / Специализированные / Обычные /

Из приведенной таблицы видно, что требования ГОСТ 18968-73 значительно строже, чем ГОСТ 5949-75. Использование металла, соответствующего ГОСТ 5949-75, для производства турбинных лопаток может привести к снижению надежности и долговечности оборудования.

Рекомендации по применению стандарта

1. При закупке материала:

   • Четко формулировать требования к материалу в договорах и контрактах.

   • Требовать предоставления полного комплекта сопроводительных документов, подтверждающих соответствие металла требованиям стандарта.

2. При проведении входного контроля:

   • Проводить дополнительные проверки качества материала, включая лабораторные испытания.

   • Обеспечивать контроль наличия внутренних дефектов и неоднородностей.

3. При производстве турбинных лопаток:

   • Согласовывать с поставщиком режимы термической обработки заготовок для достижения требуемых механических свойств.

   • Выполнять контроль качества готовой продукции в соответствии с требованиями стандарта.

Заключение

ГОСТ 18968-73 является ключевым стандартом, обеспечивающим надежность и долговечность турбинных лопаток. Строгое соблюдение требований стандарта на всех этапах производства и эксплуатации турбин позволяет минимизировать риски отказов и обеспечить стабильную работу оборудования в экстремальных условиях.