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THE LIFE OF THE HIGH TEMPERATURĘ COMPONENTS OF HEAT TURBINĘS UNDER THE STEADY OPERATING

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The paper presents the problem of the assessment of the life of the components of heat turbines running under stable operating conditions. The criteria of assessment of the life are given, based both on the analysis of the continuing degradation processes as well as the functioning of the construction nodes.

A probabilistic model of the life has been worked out, including the definition of both the life and reliability of the turbinę components, together with the mathematical model of creep and damage processes and the numerical methods of its analysis. An effective way of linking the numerical methods of analysis of the damage process with the methods of probabilistic analysis has been shown.

The detailed analysis of the stress and strain states and the life assessment have been performed for the turbinę valve, welded joint of a pipę, a rotor of a steam turbinę and a rotor of a gas turbinę. The probability of a damage of a rotating blade under bending conditions, the rotor disc and the reliability of the rotating unit has been analysed. The influence of different factors on the probability of damage has been studied.

Because of the possibility of using the components containing cracks, the performance of such components under creep conditions has been analysed. The factors characterising the state of stress around the crack tip, the crack incubation and propagation under constant and variable load have been discussed. The detailed calculations of the crack propagation ratę have been performed together with the probability of a catastrophic cracking of a blade. The substantial influence of temperaturę, loading and the geometry of the components on their life have been proven. Also the influence of other factors, as the materiał constants, on the probability of damage has been indicated.

The way of quantitative utilisation of the results of non-destructive tests in the life and reliability analysis has been proposed.

A practical application of the non - des truć tive testing results for the verification of the probability of damage has been demonstrated on the examples of a rotor disc and the blade.

LEBENSDAUER DER HOCHTEMPERATURBAUTEILEN VON THERMISCHEN TURBINEN UNTER STATIONAREN

ARBEITSBEDINGUNGEN

Zusai

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enfassung

In der vorliegenden Arbeit wurde das Problem der Lebensdauer der Bauteilen von thermischen Turbinen, die unter stationaren Bedingungen arbeiten, yorgestellt. Es wurden Lebensdauerkriterien angegeben, die sowohl aus yorgeschrittenen Degenerationsprozessen, ais auch aus der Analyse des Funktionierens der Konstruktionskonten resutieren.

Es wurde ein probabilistisches Lebensdauermodell bearbeitet, das eine Lebensdauer- und eine Zuverlassigkeitsdefinition der Turbinenelemente, ein mathematische Modeli der Kriech- und Zerstórungsprozesse, mitsamt nummerischen Methoden dessen Analyse, beinhaltet. Es wurde eine effektive Weise der Verbindung zwischen nummerischen Methoden der Analyse des Zerstórungsprozesses und den Methoden der Probabilistischen Analyse yorgelegt.

Die genaue Analyse des Spannungs- und Verformungszustandes wie auch die Bewerteilung der Lebensdauer wurde fur das Absperrventil einer Turbinę, die Verbindung einger geschweissten Rohrleitung, das Laufrad einer Dampfturbine und das Laufrad einer Gasturbine durchgefuhrt. Es wurde die Wahrscheinlichkeit einer Beschadigung der gebogenen Schaufel, die Wahrscheinlichkeit der Zerstórung einer rotierenden Schaufel und der Laufradscheibe wie auch die Zuverlassigkeit des rotierenden Satzes analysiert. Es wurde der Einfluss yerschiedener Faktoren auf die Beschadigungswahrscheinlichkeit untersucht.

Wegen der Móglichkeit der Arbeit der Elemente mit Briichen wurde das Verhalten dieser Elemente unter Kriechbedingungen analysiert. Es wurden die den Spannungszustand um die Bruchspitze charakterisierenden Gróssen, die Inkubation und die Propagation der Bniche unter konstanter und yeranderlicher Belastung besprochen. Es wurden genaue Berechnungen der Geschwindigkeit der Risspropagation und der Wahrscheinlichkeit des endgiiltigen Bruches der Schaufel durchgefuhrt. Es wurde der grosse Einfluss der Temperatur, der Belastung und der Geometrie von Bauteilen auf die Lebensdauer festgestellt. Auch auf andere Gróssen, die bedeutend die