Đánh giá tuổi thọ còn lại của bộ phận tuabin hơi

Kiểm tra tua bin hạ áp tổ máy số 1 Công ty CP Nhiệt điện Hải Phòng

Các bộ phận của tuabin hơi làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao (>400oC) thời gian dài có thể xảy ra hư hỏng do dão (creep), (nếu vận hành dưới 400oC không xảy ra hiện tượng dão vật liệu), và nứt do ăn mòn ứng suất SCC xảy ra ở điều kiện hơi ẩm.

Các bộ phận chính của tuabin hơi cần phải được đánh giá tuổi thọ còn lại sau thời gian vận hành dài (thông thường trên 20 năm, vì các máy được thiết kế theo API cho tuổi thọ 20 năm).

Các phương pháp đánh giá tuổi thọ còn lại (Residual life assessment) các bộ phận tuabin hơi:

Hiện nay, NSX khuyến cáo sử dụng phương pháp đánh giá mỏi vật liệu, hư hỏng do dão (creep) đối với các bộ phận làm viêc ở nhiệt độ cao và vết nứt do ăn mòn ứng suất (Stress Cracking Corossion SCC) trên rô to ở vùng hơi có độ ẩm cao.

Ví dụ: đánh giá dão của vật liệu buồng cửa hơi vào (inlet steam chest), valve hơi cửa vào, thân tuabin phần hơi cao áp, bulong thân cao áp, vách ngăn/cánh tĩnh (diaphram), Rô to, v.v…

Đánh giá nứt SCC của rãnh gắn cánh của rô to cấp LP.

Các kỹ thuật kiểm tra

1- Kiểm tra dão vật liệu (creep): Đo độ cứng (hardness) sử dụng Equotip và đánh giá tổ chức tế vi của vật liệu (Microstructure observation) bằng phương pháp replica (Kỹ thuật Replica hiểu một cách đơn giản là kỹ thuật sao chép cấu trúc bề mặt của cấu kiện bằng màng phim hay chất dẻo. Được lấy mẫu được thực hiện tại hiện trường mà không cần cắt hay phá mẫu. Các mẫu replica thu được sẽ được phân tích, chụp ảnh trong phòng thí nghiệm bằng kính hiển vi quang học hay SEM).

Kiểm tra cấu trúc kim loại của trục tuabin bằng PP replica đánh giá tuổi thọ còn lại

2- Kiểm tra nứt do SCC: dùng Siêu âm đa mảng hay kiểm tra đa mảng pha sóng âm (PAUT - Phased Array Ultrasonic Test) các vị trí chân cánh của đĩa lắp cánh (wheel) để phát hiện nứt.

Kiểm tra tự động PAUT các rãnh gắn cánh trên trục tuabin hơi HP/IP ở Ba lan (ndt.net)

PAUT: là công nghệ kiểm tra nhờ sắp xếp từ 16 đến 64 biến tử phát sóng siêu âm, các đầu dò này nó có ưu điểm ở các bề mặt không phẳng (tức là thường bề mặt đáy không phẳng sẽ dẫn đến không bắt được tín hiệu phản xạ), sự sắp xếp các chùm tia theo các mảng pha khác nhau của các sóng xung dội nhằm mô phỏng đúng bên trong vật liệu được kiểm tra. Với nữa đầu dò nó thay đổi tần số được nên nó có tính năng gom được sóng âm phản xạ ở chiều dày sâu và profile vật liệu không đồng đều.

Nếu UT tìm thấy bất kỳ dấu hiệu vết nứt nào trên đĩa rô-to, chúng tôi sẽ đánh giá tuổi thọ còn lại cho hoạt động từ chiều dài vết nứt hiện có và tốc độ phát triển vết nứt.

Tuổi thọ còn lại của bộ phận = (N* - N )/(Tốc độ phát triển vết nứt SCC)

N: kích thước vết nứt phát hiện qua siêu âm (detected crack size)

N*: kích thước vết nứt tới hạn (critical crack size),

Tốc độ phát triển vết nứt (SCC crack grow rate) tính từ khi xuất hiện vết nứt (carck initiating) đến khi hư hỏng thường dựa trên vật liệu rô to, điều kiện vận hành và tham khảo EPRI guide line của Electric Power Research Institute / sổ tay thiết kế (design manual).

Thời điểm thực hiện

Việc đánh giá thường kết hợp khi thực hiện đại tu thiết bị (Major overhaul).

Cùng với đánh giá tuổi thọ thì việc thay thế bộ phận định kỳ hoặc nâng cấp cải tiến nhằm đáp ứng vận hành thiết bị lâu dài.

Tác giả: Kỹ sư Nguyễn Thanh Sơn

Related Posts by Categories