وحید تبوک - دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران
سید ابراهیم موسوی ترشیزی - دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

روتور نیروگاه بخار جزو حساس ترین سازه های دوار می باشد که در معرض تنش های بالایی قرار می گیرد. یکی از عواملی که سبب بروز خسارات سنگین در نیروگاه ها می گردد، بهره برداری از روتورها بدون توجه به وجود ترک بر روی آنها می باشد. ترک در سطح روتور توربین های بخار در قسمت فشار بالا مشکلی است که به دلیل خستگی های حرارتی ناشی از بهره برداری به وقوع می پیوندد. این ترک ها عموما کم عمق بوده و در اکثر موارد می توان آنها را با تراشکاری حذف نمود. در این پژوهش ترک های محیطی در مقطعی از روتور یک توربین بخار در قسمت فشار بالا (بین ردیف پره 2و 3) توسط نرم افزار آباکوس مورد تحلیل قرار گرفته است. ابتدا ترک های محیطی متقارن با عمق های مختلف در سه مرحله بهره برداری، راه اندازی و خواباندن توربین، تحلیل می شوند، ضرایب شدت تنش مربوط به هر ترک محاسبه شده و با مقدار ضریب شدت تنش آستانه (ΔKth) مربوط به جنس روتور، مقایسه می گردند تا بتوان در مورد ضرورت حذف ترک ها تصمیم گیری نمود. سپس امکان حذف این ترک ها از طریق ایجاد شیار با مقطع نیم دایره مورد تحلیل قرار می گیرد و تنش ها در ریشه شیار با میزان تنش حد تحمل ماده (Se) مقایسه می شوند تا میزان بهبود عمر روتور مشخص شود. مشاهده می شود حالت بحرانی ترک ها در مرحله خواباندن توربین اتفاق می افتد که حذف آنها از طریق ایجاد شیار می تواند موجب بهبود چشمگیر عمر روتور گردد.

روتور، توربین بخار، شیار، خستگی، تنش حرارتی