声明

本文是学习GB-T 28559-2012 超临界及超超临界汽轮机 叶片. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 范围

本标准规定了超临界及超超临界汽轮机静、动叶片的一般要求、叶片材料、锻件、静叶片及动叶片制

造要求、检测、包装与标志等技术要求。

本标准适用于超临界及超超临界汽轮机静、动叶片。其他型式的汽轮机静、动叶片也可参照执行。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 2900.46 电工名词术语 汽轮机及其附属装置

GB/T 6402 钢锻件超声检测方法

GB/T 8732 汽轮机叶片用钢

JB/T 3073.4 汽轮机精锻动叶片 技术条件

JB/T 3073.5 汽轮机用铸造静叶片 技术条件

JB/T 9628 汽轮机叶片 磁粉探伤方法

3 术语和定义

GB/T 2900.46界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

blade

在通流部分中用以改变汽流参数实现能量转换的零件。
一般由叶根和具有特定型面的叶身组成。

3.2

( ) rotor blade

转子上的叶片。

3.3

静叶(片) stationary blade

隔板、汽缸等静止部件上的叶片。

3.4

导(向)叶(片) guide blade

通流部分中主要起导向作用的静叶。

3.5

直叶片 straight blade

叶片沿叶高截面形状相同的叶片。

3.6

扭叶片 twisted blade

叶片沿叶高截面形状不同,截面面积减小,相邻两截面有相对扭转的叶片。

GB/T 28559—2012

3.7

叶根 blade root

将叶片固定在轮盘(转子体)或汽缸(持环)上的具有一定尺寸和形状的叶片部分。

3.8

隔板 diaphragm

装有静叶片的两半圆板或整圆板。

3.9

shroud

叶片的顶部具有或加装的带状金属。

3.10

攻角 attack angle

汽流进汽角和叶型几何进汽角之间的夹角(汽流进汽冲击在内弧上称为正攻角,汽流进汽冲击在背

弧上称为负攻角)。

4 一般要求

4.1 气动设计

为降低叶片的二次流损失,建议采用弯叶片和后加载叶型。

为了降低叶片的尾迹损失,叶片出汽边厚度应尽可能小。

对于调峰机组,末级叶片的根部反动度要求大于25%。

为提高级效率,静叶片型线攻角的适应范围为±20°,动叶型线攻角的适应范围为+10°~
— 15°。

4.2 强度校核

4.2.1 叶片的强度校核由制造商规定。

4.2.2
对于工作在400℃以上的叶片,需校核叶片的蠕变强度和持久强度。蠕变强度的安全系数
K 为1.4,持久强度的安全系数 K 为1 . 7。

4.2.3 各项静强度的安全系数推荐如下(以材料的常温屈服强度
σo.2作为考核准则):

a) 叶片型线部分各截面的总应力(拉弯合成应力)安全系数K≥1.7;

b) 叶片拉筋孔削弱截面的拉应力安全系数K≥2.5;

c) 自带围带叶片的顶截面的拉应力安全系数 K≥6;

d) 拉筋的弯应力安全系数K≥1.7;

e) 叉型叶根削弱面拉应力安全系数 K≥3, 拉弯合成总应力安全系数 K≥1.3;

f) 其他形式的叶根拉应力安全系数K≥2.5, 弯应力安全系数K≥2.5,
拉弯合成总应力安全系数 K≥1.7;

g) 叶根销钉剪应力安全系数K≥2.7, 叶根和轮缘剪应力安全系数K≥3,
轮缘拉弯合成总应力安 全系数 K≥2。

4.2.4 用有限元分析法得到的叶片局部峰值应力超过材料强度极限( σo₂)
时,应对部件进行低周疲劳 寿命评估。低周疲劳寿命应大于15000次。

5 汽轮机用叶片钢

5.1 叶片钢材料选择

根据各级叶片的工作温度及强度校核要求,按照GB/T8732
选择合适的叶片钢材料,并按GB/T 8732

GB/T 28559—2012

要求进行原材料的生产、制造、检查和验收。如用户对叶片有特殊要求,可制定专门的采购技术规范。

静叶片可以根据工作条件选用适当的铸钢材料制造。

5.2 叶片钢防护措施

对于受到固体粒子侵蚀严重的叶片,如调节级喷嘴或中压第一级静叶,可采取防固体粒子侵蚀的工

艺措施。

5.3 叶片的成型

叶片的成型方式根据设计、使用工况及加工需要,可以选择满足使用要求的铣削、锻造或铸造方法。

6 叶片锻件要求

6.1 投料

叶片锻件应按熔炼炉号投料,每个锻件均应在叶根处打上熔炼炉号或代号。

6.2 锻件状态

6.2.1
叶片锻件应采用抛磨和吹砂工艺,清除毛刺飞边、表面氧化皮和润滑剂残留物。

6.2.2
叶片锻件应经热处理,其热处理工艺制度按具体叶片选用材料的要求进行。

6.2.3
叶片锻件经热处理后若有变形,可进行冷、热校正,校正后应进行去应力退火,去应力退火温度
应低于最后一次回火温度30℃~50℃,缓慢冷却。

6.3 力学性能

经最终热处理后的叶片锻件,其常温力学性能应符合具体叶片选用材料的要求。

6.4 高倍、低倍组织

经最终热处理后的叶片锻件,其高倍组织性能应符合具体叶片选用材料的要求,当有特殊要求时按

技术协议要求检查低倍流线。

6.5 无损检验

经最终热处理后的锻件,应100%进行无损检验,叶片锻件根部应按GB/T6402
进行超声波探伤检

验,其表面应按JB/T 9628进行磁粉探伤。

6.6 形状与尺寸

6.6.1
叶片锻件的几何形状与尺寸抽检批次为每班次首件、中间件及末件,用专用检测框架和专用检
测样板对叶片锻件各个典型截面进行检测。如用户有特殊要求,则需要用三坐标进行抽测检查。

6.6.2 锻件叶身最大厚度偏差应符合表1规定。

1 锻件叶身最大厚度偏差 单位为毫米

汽道高度h

≤150

>150~600

>600~900

>900~1200

>1200

偏差

±1

+2

-1

+3

-1

+4

-1

+5

-2

6.6.3
交接基准三中心孔定位,中心孔大小和尺寸按技术协议要求,必要时在叶片锻件上划线来控制

GB/T 28559—2012

叶片锻件的纵向基准位置。

6.7 表面质量

6.7.1
叶片锻件表面不允许有裂纹、折叠、分层,如果有表面缺陷,应对这些缺陷打磨清除,打磨凹坑应
圆滑转接,打磨的深度不应超过机加工余量的1/2,宽度应不小于深度的8倍。

6.7.2
叶片锻件表面压痕、碰伤、疤痕、机械损伤等缺陷其深度不得超过机械加工余量的1/2。

7 静叶片制造表面的要求与偏差

7.1.1 汽道部分型线的粗糙度

汽道部分型线的粗糙度要求分别为:

a) 汽道的粗糙度为Ra1.6μm;

b) 切面的粗糙度为Ra6.3μm;

c) 两端面的粗糙度为 Ra12.5μm。

7.1.2 焊接坡口与焊缝的粗糙度

所有焊接坡口与焊缝的粗糙度为Ra12.5μm。

7.1.3 隔板内外环的粗糙度

隔板内外环的粗糙度为 Ra12.5 μm。

7.2 汽道部分的偏差

7.2.1 汽道高度偏差以汽道高度分挡划定,应符合表2规定。

2 汽道高度偏差 单位为毫米

汽道高度h

≤30

>30~120

>120~400

>400~700

>700~1000

>1000

偏差

±0.2

±0.3

±0.5

±0.6

±0.8

±1.0

7.2.2
汽道喉部宽度偏差以叶片百分比分挡划定,平均偏差为名义喉宽的士3%,其中15%叶片允许
为名义喉宽的±10%。

7.2.3 汽道节圆直径偏差应符合表3规定。

3 汽道节圆直径偏差 单位为毫米

汽道节圆直径φ

≤1.000

>1000~1500

>1500~3000

>3000

汽道节圆直径偏差

±1.0

±1.5

±2.0

±3.0

7.2.4 汽道各截面型线与检验样板之间的间隙见附录 A。

7.3 厚度偏差

7.3.1 直叶片叶型最大厚度偏差±0.15 mm。

7.3.2 扭叶片叶型最大厚度偏差值应符合表4规定。

GB/T 28559—2012

4 扭叶片叶型最大厚度偏差值 单位为毫米

型面根部宽度B₁

≤50

>50~80

>80~150

>150~300

>300

偏差

±0.2

±0.3

±0.45

±0.6

±0.9

7.3.3 出汽边的厚度偏差由设计规定。

7.4 其他

7.4.1 总出口面积偏差为±3%。

7.4.2 轴向错位偏差为±0.38 mm。

7.4.3 未规定的偏差要求由设计规定。

7.4.4 静叶片结构型式参见附录B。

8 动叶片制造表面的要求与偏差

8.1 粗糙度

8.1.1 汽道部分的粗糙度

汽道部分的粗糙度要求分别为:

a) 叶片汽道的粗糙度,铣制叶片Ra 值不大于0.8 μm, 精锻叶片Ra
值不大于1.6 μm (汽道高度 h 大于350 mm 时,表面粗糙度Ra 值不大于1.6μm);

b) 装配内平面及内弧面表面粗糙度Ra 值不大于3.2μm,
装配背平面及背弧面表面粗糙度 Ra 值不大于6.3 μm ;

c) 型面与叶根圆弧过渡处表面粗糙度Ra 值不大于0.8 μm,
型面与围带圆弧过渡处表面粗糙度 Ra 值不大于1.6μm,
汽道两端平面部分粗糙度Ra 值不大于3.2 μm ;

d) 进出汽边圆弧表面粗糙度Ra 值不大于1.6 μm ;

e) 拉筋孔及倒圆角表面粗糙度Ra 值不大于1.6 μm。

8.1.2 连接件的粗糙度

连接件的粗糙度要求分别为:

a) 围带表面粗糙度 Ra 值不大于3 .2μm,
与叶片贴合面的围带面,其表面粗糙度 Ra 值不大 于1.6 μm;

b) 松拉筋表面粗糙度Ra 值不大于1.6 μm ;

c) 铆钉头及过渡处表面粗糙度Ra 值不大于3.2μm。

8.2 汽道部分的偏差

8.2.1 汽道高度偏差以汽道高度分挡划定,应符合表5规定。

5 汽道高度偏差

汽道高度h

≤150

>150~250

>250~500

>500~700

>700~1000

>1000

高度偏差

有围带

±0.10

±0.15

±0.30

±0.45

±0.55

±0.70

无围带

±0.10

±0.20

±0.35

±0.50

±0.60

±0.75

8.2.2
汽道喉部宽度偏差以叶片百分比分挡划定,平均偏差为名义喉宽的±3%,其中15%叶片允许

GB/T 28559—2012

为名义喉宽的±4%。

8.2.3 汽道部分各截面型线与检验样板之间的间隙见附录 C。

8.3 厚度偏差

8.3.1 直叶片叶型最大厚度偏差±0.10 mm。

8.3.2 扭叶片叶型最大厚度偏差值应符合表6规定。

6 扭叶片叶型最大厚度偏差值

型面根部宽度B₁

≤50

>50~80

>80~150

>150~300

>300

偏差

+0.20

-0.10

+0.25

—0.15

+0.35

-0.25

+0.45

-0.35

+0.70

-0.50

8.3.3 出汽边的厚度偏差由设计规定。

8.4 数控铣削加工型面的叶片

型面偏差检查采用包络线方法,包络线偏差应符合表7规定。

7 包络线偏差 单位为毫米

等截面叶片

最大厚度偏差

截面偏差带

出汽边厚度偏差带

+0.20

-0.20

+0.20

-0.20

+0.10

-0.05

变截面叶片

根部宽度B

30<B≤50

+0.20

—0.20

+0.30

—0.30

+0.10

—0.05

50<B≤80

+0.30

-0.20

+0.45

-0.30

+0.15

-0.05

80<B≤150

+0.35

-0.25

+0.50

-0.35

+0.15

-0.05

>150

+0.40

-0.30

+0.60

-0.40

+0.20

-0.10

8.5 型线对叶根轴向、切向的位置度

8.5.1 直叶片:在0~0.30 mm 内选取。

8.5.2 扭叶片型线对叶根轴向、切向位置度应符合表8规定。

8 扭叶片型线对叶根轴向、切向位置度

汽道高度

≤150

>150~400

>400~600

>600~1000

>1000

位置度

0.35

0.45

0.55

0.65

0.70

8.6 其他

8.6.1 总出口面积偏差为士3%。

8.6.2 拉筋孔的偏差士0.10,拉筋孔的位置度为φ0.30 mm。

8.6.3 叶片铆钉头的偏差应保证铆钉头与围带孔的配合间隙不大于0.4 mm
。铆钉头高度偏差 ±0.10mm, 铆钉头对叶根型线装配中心的对称度在0.2 mm~0.4
mm 内选取。

8.6.4 叶片称重,汽道高度高于150 mm 的叶片,均需称重排序,高于300 mm
的叶片均需称重量矩

GB/T 28559—2012

排序。

8.6.5 动叶片测频要求:

汽道高度大于300 mm 的叶片或叶片最低阶频率小于300 Hz
的叶片,装前均需测叶片单只静频,

装于同一叶轮的单只叶片频率分散度不大于6%。

对整圈连接叶片的调频只需调开其三重点共振,三重点共振避开转速范围为2820
r/min~

3090 r/min。

8.6.6 动叶片结构型式参见附录 D。

9 试验方法及检验规则

按照JB/T 3073.4 和JB/T 3073.5进行。

10 标记、包装和质量证明书

10.1 参照JB/T 3073.4 和JB/T 3073.5。

10.2 经检查合格的静叶片成品应作如下标志:

a) 检查合格标志;

b) 熔炼炉号和热处理炉号;

c) 制造厂标记。

10.3 每批交付静叶片毛坯应附有质量证明书,其内容为:

a) 图号和订货号;

b) 材料牌号和化学成分、力学性能;

c) 冶金质量,无损检测结果;

d) 交货数量;

e) 质量检验部门负责人的签章。

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A

(规范性附录)

静叶片主要结构面与检验样板的型线间隙

A.1 直叶片装配内径向面与检验样板的型线间隙

直叶片装配内径向面与检验样板的型线间隙应符合表 A.1 规定。

A.1 直叶片装配内径向面与检验样板的型线间隙

叶片宽度B

进汽部分

中间部分

出汽部分

<30

≤0.075

≤0.12

≤0.03

30~50

≤0.105

≤0.15

≤0.045

>50

≤0.12

≤0.18

≤0.06

A.2 直叶片装配背径向面与检验样板的型线间隙

直叶片装配背径向面与检验样板的型线间隙应符合表 A.2 规定。

A.2 直叶片装配背径向面与检验样板的型线间隙

叶片宽度B

进汽部分

中间部分

出汽部分

<30

≤0.075

≤0.08

≤0.03

30~50

≤0.105

≤0.15

≤0.045

>50

≤0.12

≤0.18

≤0.06

A.3 直叶片汽道内弧与检验样板的型线间隙

直叶片汽道内弧与检验样板的型线间隙应符合表 A.3 规定。

A.3 直叶片汽道内弧与检验样板的型线间隙

叶片宽度B

进汽部分

中间部分

出汽部分

<30

≤0.15

≤0.225

≤0.075

30~50

≤0.18

≤0.255

≤0.105

>50

<0.21

≤0.285

≤0.135

A.4 直叶片汽道背弧与检验样板的型线间隙

直叶片汽道背弧与检验样板的型线间隙应符合表 A.4 规定。

GB/T 28559—2012

A.4 直叶片汽道背弧与检验样板的型线间隙 单位为毫米

叶片宽度B

进汽部分

中间部分

出汽部分

<30

≤0.225

≤0.30

≤0.075

30~50

≤0.155

≤0.45

≤0.12

>50

≤0.30

≤0.60

≤0.12

A.5 扭叶片内弧与检验样板的型线间隙

扭叶片内弧与检验样板的型线间隙应符合表 A.5 规 定 。

A.5 扭叶片内弧与检验样板的型线间隙

型面根部宽度B₁

型 面 部 分

进汽部分

中间部分

出汽部分

≤50

≤0.225

≤0.375

≤0.15

>50~80

≤0.30

≤0.525

≤0.225

>80~150

≤0.675

≤0.90

≤0.375

>150~300

≤0.90

≤1.20

≤0.45

>300

≤1.125

≤1.50

≤0.75

注:当叶片汽道高度大于或等于450mm时,允许汽道高度2/3以上两个截面的型线间隙不大于规定值的

150%。

A.6 扭叶片内弧根部连接处与样板的型线间隙

扭叶片内弧根部连接处与样板的型线间隙应符合表 A.6 规 定 。

A.6 扭叶片内弧根部连接处与样板的型线间隙

型面根部宽度B₁

型 面 部 分

进汽部分

中间部分

出汽部分

≤50

≤0.375

≤0.525

≤0.30

>50~80

≤0.45

≤0.675

≤0.375

80~150

≤0.825

≤1.05

≤0.525

>150~300

≤0.975

≤1.35

≤0.75

>300

≤1.20

≤1.65

≤1.05

A.7 扭叶片背弧与样板的型线间隙

扭叶片背弧与样板的型线间隙应符合表 A.7 规 定 。

GB/T 28559—2012

A.7 扭叶片背弧与样板的型线间隙 单位为毫米

型面根部宽度B₁

型 面 部 分

进汽部分

中间部分

出汽部分

≤50

≤0.375

≤0.45

≤0.225

>50~80

≤0.375

≤0.75

≤0.225

>80~150

≤0.90

≤1.20

≤0.45

>150~300

≤1.20

≤1.80

≤0.60

>300

≤1.275

≤2.25

≤0.75

注1:当叶片汽道高度大于或等于450mm时,允许汽道高度2/3以上两个截面的型线间隙不大于规定值的

150%。

注2:叶片内背弧型线与样板的最大型线间隙不得在内背弧相对应部分同时出现。

A.8 扭叶片背弧根部连接处与样板的型线间隙

扭叶片背弧根部连接处与样板的型线间隙应符合表A.8 规 定 。

A.8 扭叶片背弧根部连接处与样板的型线间隙

型面根部宽度B₁

型 面 部 分

进汽部分

中间部分

出汽部分

≤50

≤0.45

≤0.525

≤0.30

>50~80

≤0.525

≤0.90

≤0.375

>80~150

≤1.05

≤1.35

≤0.60

>150~300

≤1.35

≤1.575

≤0.75

>300

≤1.50

≤1.725

≤0.90

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B

(资料性附录)

静叶片结构型式

B.1 型面

叶片型面的结构型式可分为:

a) 直叶片;

b) 弯叶片;

c) 扭叶片;

d) 弯扭叶片。

B.2 隔板结构

隔板结构的型式可分为:

a) 激光割孔焊接结构;

b) 带冠焊接结构;

c) 带冠装配结构;

d) 直接焊接结构;

e) 电子束焊接结构。

B.3 汽封及汽封槽结构

汽封及汽封槽结构的型式可分为:

a) T 形汽封;

b) 围带汽封。

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C

(规范性附录)

动叶片主要结构面与检验样板的型线间隙

C.1 直叶片装配内径向面与检验样板的型线间隙

直叶片装配内径向面与检验样板的型线间隙应符合表C.1 规定。

C.1 直叶片装配内径向面与检验样板的型线间隙

叶片宽度B

进汽部分

中间部分

出汽部分

<30

≤0.05

≤0.08

≤0.02

30~50

≤0.07

≤0.10

≤0.03

>50

≤0.08

≤0.12

≤0.04

C.2 直叶片装配背径向面与检验样板的型线间隙

直叶片装配背径向面与检验样板的型线间隙应符合表 C.2 规定。

C.2 直叶片装配背径向面与检验样板的型线间隙

叶片宽度B

进汽部分

中间部分

出汽部分

<30

≤0.05

≤0.08

≤0.02

30~50

≤0.07

≤0.10

≤0.03

>50

≤0.08

≤0.12

≤0.04

style="width:0.53336in;height:0.55352in" />

C.3 直叶片汽道内弧与样板的型线间隙

直叶片汽道内弧与样板的型线间隙应符合表 C.3 规定。

C.3 直叶片汽道内弧与样板的型线间隙

叶片宽度B

进汽部分

中间部分

出汽部分

<30

≤0.10

≤0.15

≤0.05

30~50

≤0.12

≤0.17

≤0.07

>50

≤0.14

≤0.19

≤0.09

C.4 直叶片汽道背弧与样板的型线间隙

直叶片汽道背弧与样板的型线间隙应符合表 C.4 规定。

GB/T 28559—2012

C.4 直叶片汽道背弧与样板的型线间隙 单位为毫米

叶片宽度B

进汽部分

中间部分

出汽部分

<30

≤0.15

≤0.20

≤0.05

30~50

≤0.17

≤0.30

≤0.05

>50

≤0.20

≤0.40

≤0.08

C.5 扭叶片内弧与样板的型线间隙

扭叶片内弧与样板的型线间隙应符合表C.5 规 定 。

C.5 扭叶片内弧与样板的型线间隙

型面根部宽度B₁

型 面 部 分

进汽部分

中间部分

出汽部分

≤50

≤0.15

≤0.25

≤0.10

>50~80

≤0.20

≤0.35

≤0.15

>80~150

≤0.45

≤0.60

≤0.25

>150~300

≤0.60

≤0.80

≤0.30

>300

≤0.75

≤1.00

≤0.50

注:当叶片汽道高度大于或等于450mm时,允许汽道高度2/3以上两个截面的型线间隙不大于规定值的

150%。

C.6 扭叶片内弧根部连接处与样板的型线间隙

扭叶片内弧根部连接处与样板的型线间隙应符合表C.6 规 定 。

C.6 扭叶片内弧根部连接处与样板的型线间隙

型面根部宽度B₁

型 面 部 分

进汽部分

中间部分

出汽部分

≤50

≤0.25

≤0.35

≤0.20

>50~80

≤0.30

≤0.45

≤0.25

>80~150

≤0.55

≤0.70

≤0.35

>150~300

≤0.65

≤0.90

≤0.50

>300

≤0.80

≤1.10

≤0.70

C.7 扭叶片背弧与样板的型线间隙

扭叶片背弧与样板的型线间隙应符合表C.7 规 定 。

GB/T 28559—2012

C.7 扭叶片背弧与样板的型线间隙 单位为毫米

型面根部宽度B₁

型 面 部 分

进汽部分

中间部分

出汽部分

≤50

≤0.25

≤0.30

≤0.15

>50~80

≤0.25

≤0.50

≤0.15

>80~150

≤0.60

≤0.80

≤0.30

>150~300

≤0.80

≤1.00

≤0.40

>300

≤0.85

≤1.20

≤0.50

注1:当叶片汽道高度大于或等于450mm时,允许汽道高度2/3以上两个截面的型线间隙不大于规定值的

150%。

注2:叶片内背弧型线与样板的最大型线间隙不得在内背弧相对应部分同时出现。

C.8 扭叶片背弧根部连接处与样板的型线间隙

扭叶片背弧根部连接处与样板的型线间隙应符合表 C.8 规 定 。

C.8 扭叶片背弧根部连接处与样板的型线间隙

型面根部宽度B₁

型 面 部 分

进汽部分

中间部分

出汽部分

≤50

≤0.30

≤0.35

≤0.20

>50~80

≤0.35

≤0.60

≤0.25

>80~150

≤0.70

≤0.90

≤0.40

>150~300

≤0.90

≤1.05

≤0.50

>300

≤1.00

≤1.15

≤0.60

GB/T 28559—2012

D

(资料性附录)

动叶片结构型式

D.1 型面

叶片型面的结构型式可分为:

a) 直叶片;

b) 扭叶片;

c) 弯扭叶片。

D.2 叶根结构

叶片的叶根结构型式可分为:

a) 菌形叶根;

b) 枞树形叶根;

c) 叉形叶根;

d) T 形叶根。

D.3 连接件结构型式

围带的结构型式可分为铆接围带、自带围带等。

拉筋的结构型式可分为松拉筋、凸台拉筋等。

GB/T 28559—2012

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