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某廠重油催化裂化裝置能量回收系統(tǒng)某型透平機(jī)于1984年8月投入運(yùn)行。該轉(zhuǎn)子輪盤是我國(guó)自行研制，首次成功用于工業(yè)裝置透平機(jī)大直徑GH132的輪盤，在運(yùn)行時(shí)間達(dá)108000h后，于2000年8月對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)、強(qiáng)度分析、壽命評(píng)估以及修復(fù)，以便為該轉(zhuǎn)子今后繼續(xù)運(yùn)行提供依據(jù)。
為了降低催化裂化裝置能耗，充分利用再生煙氣的壓力能及余熱，于1984年增設(shè)了再生煙氣能量回收設(shè)施，該設(shè)施主要包括第三級(jí)旋分器、煙氣透平、余熱鍋爐及其相應(yīng)系統(tǒng)。煙氣透平為單級(jí)懸臂式轉(zhuǎn)子，輪盤選用奧氏體高溫合金GH132鍛件切削加工而成，動(dòng)葉片用GH130鍛成坯件，電解加工和拋磨后表面煙氣透平設(shè)計(jì)參數(shù)為進(jìn)氣溫度：630℃，進(jìn)氣壓力：0.23SMPa，排氣壓力：0.105MPa，進(jìn)口流量：700~800Nm3/min，壓比：2.238，轉(zhuǎn)速：6295r/min，功率：2500kW。
受檢輪盤的材質(zhì)為GH132高溫合金。對(duì)下列3個(gè)部位進(jìn)行金相及硬度檢驗(yàn)：樺槽對(duì)應(yīng)的表面，輪盤半徑處表面，輪盤中心表面。磨制檢驗(yàn)部位的金相試樣，浸蝕后用“AC紙”制作復(fù)型，將復(fù)制面鍍金后用金相顯微鏡觀察，結(jié)果如下：樺槽對(duì)應(yīng)的表面晶粒比較均勻，晶粒度為2-6級(jí)。金相組織為奧氏體加“y”相。此為時(shí)效強(qiáng)化高溫合金的正常組織，無過燒過熱現(xiàn)象，也無6相析出。輪盤半徑處表面晶粒度及金相組織與樺槽表面相似。輪盤中心處表面晶粒比樺槽表面稍粗大，晶粒度為2-4級(jí)。金相組織為y+y'。此為時(shí)效強(qiáng)化高溫合金的正常組織，無過燒過熱現(xiàn)象，也無6相析出，可以繼續(xù)使用。三者硬度檢驗(yàn)結(jié)果及換算強(qiáng)度見表。
材料性能數(shù)據(jù)材料牌號(hào)為GH132，計(jì)算中所采用的性能數(shù)據(jù)見表。載荷設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為6292r/min。在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，每個(gè)葉片的離心力為64477N。假定在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速狀態(tài)工作時(shí)，輪緣、輪心溫度分別為580℃-350℃。計(jì)算方法及模型采用彈性有限元分析方法計(jì)算。有限元前、后處理程序及求解程序?yàn)镻atran和Nastran。計(jì)算所用模型為軸對(duì)稱六節(jié)點(diǎn)和三維二十節(jié)點(diǎn)有限元模型。計(jì)算該盤在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速工作時(shí)的應(yīng)力情況(考慮了溫度的影響)。應(yīng)力計(jì)算結(jié)果應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見表。由表可知，該盤的應(yīng)力水平較低。
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