技術(shù)特征：

1.一種汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的監(jiān)控裝置，其特征在于：包括

用于對(duì)轉(zhuǎn)子內(nèi)部進(jìn)行探傷，以確定轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的所在部位和尺寸的超聲波探傷儀(1)；

用于存貯超聲波探傷儀(1)所采集的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器(3)；

基于數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器(3)內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，對(duì)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展壽命進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而對(duì)轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷進(jìn)行評(píng)價(jià)與監(jiān)控的計(jì)算服務(wù)器(2)；

用于輸出轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的評(píng)價(jià)與監(jiān)控結(jié)果的用戶端瀏覽器(5)；

用于管理網(wǎng)頁(yè)組件和回應(yīng)用戶端瀏覽器(5)的請(qǐng)求的網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器(4)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的監(jiān)控裝置，其特征在于：所述超聲波探傷儀(1)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器(3)連接，計(jì)算服務(wù)器(2)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器(3)和網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器(4)連接，網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器(4)分別與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器(3)、計(jì)算服務(wù)器(2)和用戶端瀏覽器(5)連接。

3.一種汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的監(jiān)控方法，其特征在于：步驟為：

第一步：探傷確定轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的當(dāng)量直徑d；

第二步：計(jì)算轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的面積A₀；

轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的面積A₀的計(jì)算公式為：

$A_0=\frac{10{\mathrm{\πd}}^2}{4}=\frac{5{\mathrm{\πd}}^2}{2}$

式中：

d——轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的當(dāng)量直徑；

第三步：確定轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的橢圓形裂紋的初始短軸半徑a₀；

把汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷處理為橢圓形裂紋，橢圓形裂紋的初始短軸半徑為a₀，橢圓形裂紋的初始長(zhǎng)軸半徑c₀，給定a₀/2c₀＝x，轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的橢圓形裂紋的初始短軸半徑a₀的計(jì)算公式為：

$a_0=\sqrt{5{\mathrm{xd}}^2}$

式中：

d——轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的當(dāng)量直徑；

x——初始橢圓形裂紋的短軸半徑，為a₀與2倍長(zhǎng)軸半徑c₀的比值，x＝a₀/2c₀；

第四步：計(jì)算轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷所在部位的最大應(yīng)力σ_maxi；

對(duì)汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷部位，計(jì)算在無(wú)缺陷情況下，在冷態(tài)起動(dòng)、溫態(tài)起動(dòng)、熱態(tài)起動(dòng)、極熱態(tài)起動(dòng)、110％額定工作轉(zhuǎn)速超速試驗(yàn)和120％額定工作轉(zhuǎn)速超速運(yùn)行共六種瞬態(tài)過(guò)程的最大主應(yīng)力，第i種瞬態(tài)工況的最大主應(yīng)力用σ_1i表示，第i種瞬態(tài)工況的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷所在部位的最大應(yīng)力σ_maxi的計(jì)算公式為：

σ_maxi＝σ_li+σ_re

式中：

σ_re——轉(zhuǎn)子的殘余應(yīng)力；

第五步：計(jì)算轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的臨界裂紋尺寸a_ci；

第i種瞬態(tài)工況的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的臨界裂紋尺寸a_ci的計(jì)算公式為：

$a_{ci}=\frac{K_{1C}^2}{{\mathrm{M\σ}}_{\max i}^2}$

式中：

K_1c——轉(zhuǎn)子材料的斷裂韌性；

σ_maxi——第i種瞬態(tài)工況的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷所在部位的最大應(yīng)力；

M——與裂紋形狀參數(shù)Q有關(guān)的常數(shù)；

對(duì)于轉(zhuǎn)子內(nèi)部缺陷，

$Q={\∫}_0^{\frac{\mathrm{\π}}{2}}(1-\frac{c^2-a^2}{c^2}{\sin }^2\mathrm{\θ})d\mathrm{\θ}$

a——橢圓形裂紋短軸半徑；

c——橢圓形裂紋長(zhǎng)軸半徑；

θ——過(guò)裂紋周線上任意一點(diǎn)的徑向線與橢圓長(zhǎng)軸的夾角；

第六步：計(jì)算轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的裂紋擴(kuò)展壽命N_fi；

第i種瞬態(tài)工況的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的裂紋擴(kuò)展壽命N_fi的計(jì)算公式為：

$N_{fi}=\frac{2}{(m_0-2)C_0{\mathrm{\σ}}_{\max i}^{m_0}{M}^{\frac{m_0}{2}}}\[\frac{1}{a_0^{\frac{(m_0-2)}{2}}}-\frac{1}{a_{ci}^{\frac{(m_0-2)}{2}}}\]$

式中：

a₀——轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的橢圓形裂紋的初始短軸半徑；

C₀、m₀——轉(zhuǎn)子材料裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)常數(shù)；

第七步：計(jì)算轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的等效熱態(tài)起動(dòng)次數(shù)n_he；

汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的等效熱態(tài)起動(dòng)次數(shù)n_he的計(jì)算公式可表示為：

$n_{he}=\frac{\frac{n_{c0}}{N_{fc}}+\frac{n_{w0}}{N_{fw}}+\frac{n_{r0}}{N_{fr}}+\frac{n_{110}}{N_{f110}}+\frac{n_{120}}{N_{f120}}}{\frac{1}{N_{fh}}}+n_{h0}$

式中：

n_c0——電站用戶要求的冷態(tài)起動(dòng)次數(shù)；

n_w0——電站用戶要求的溫態(tài)起動(dòng)次數(shù)；

n_h0——電站用戶要求的熱態(tài)起動(dòng)次數(shù)；

n_r0——電站用戶要求的極熱態(tài)起動(dòng)次數(shù)；

n₁₁₀——電站用戶要求的110％超速試驗(yàn)次數(shù)；

n₁₂₀——電站用戶要求的120％超速運(yùn)行次數(shù)；

N_fc——冷態(tài)起動(dòng)過(guò)程中的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命；

N_fw——溫態(tài)起動(dòng)過(guò)程中的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命；

N_fh——熱態(tài)起動(dòng)過(guò)程中的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命；

N_fr——極熱態(tài)起動(dòng)過(guò)程中的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命；

N_f110——110％超速試驗(yàn)過(guò)程中的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命；

N_f120——120％超速運(yùn)行過(guò)程中的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命；

第八步：確定轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的起停壽命判據(jù)值N₀；

將汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子的等效熱態(tài)啟動(dòng)次數(shù)n_he與起停壽命次數(shù)N進(jìn)行比較，按照以下方法確定轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的起停壽命判據(jù)值N₀：

(1)若n_he＜N次，取N₀＝N次；

(2)若n_he≥N次，取N₀＝n_he次；

式中：

n_he——等效熱態(tài)啟動(dòng)次數(shù)；

第九步：計(jì)算轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的允許裂紋尺寸a_i；

汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的允許裂紋尺寸a_i的計(jì)算公式為：

$a_i={\[\frac{2{a_{ch}}^{\frac{(m_0-2)}{2}}}{N_0{C}_0(m_0-2){\left({\mathrm{\σ}}_{\max h}\right)}^{m_0}{M}^{\frac{m_0}{2}}{a_{ch}}^{{}^{\frac{(m_0-2)}{2}}}+2}\]}^{{}^{\frac{2}{m_0-2}}}$

式中：

a_ch——在熱態(tài)起動(dòng)的瞬態(tài)過(guò)程，轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷部位的最大應(yīng)力σ_maxh對(duì)應(yīng)的臨界裂紋尺寸；

σ_maxh——在熱態(tài)起動(dòng)的瞬態(tài)過(guò)程，轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷部位，在無(wú)裂紋情況下的最大應(yīng)力；

N₀——轉(zhuǎn)子的起停壽命的判據(jù)值；

第十步：計(jì)算轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的允許初始裂紋尺寸判據(jù)值[a]；

對(duì)于汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的允許裂紋尺寸a_i，取安全系數(shù)為n，得出轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的允許初始裂紋尺寸判據(jù)值[a]的計(jì)算公式為：

$\[a\]=\frac{a_i}{n}$

式中：

a_i——轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的允許裂紋尺寸；

第十一步：汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的評(píng)價(jià)與監(jiān)控；

將轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的初始短軸半徑a₀和允許初始裂紋尺寸判據(jù)值[a]進(jìn)行比較：

若a₀＜[a]，轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷是合格的，表明服役到起停壽命N次時(shí)轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷不會(huì)擴(kuò)展至臨界裂紋尺寸，該轉(zhuǎn)子可以使用；

若a₀≥[a]，轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷是不合格的，應(yīng)予以報(bào)廢。

4.如權(quán)利要求3所述的一種汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的監(jiān)控方法，其特征在于：所述第一步的具體方法為，在汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子制造或加工期間，采用超聲波探傷儀確定轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的所在部位和尺寸。

5.如權(quán)利要求4所述的一種汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的監(jiān)控方法，其特征在于：所述缺陷的所在部位指的是轉(zhuǎn)子缺陷尖端處三個(gè)坐標(biāo)的數(shù)值。

6.如權(quán)利要求4所述的一種汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的監(jiān)控方法，其特征在于：所述缺陷的尺寸指的是探傷確定轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的當(dāng)量直徑d。

7.如權(quán)利要求3所述的一種汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的監(jiān)控方法，其特征在于：所述第二步中，對(duì)于汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子層狀內(nèi)部制造缺陷，由于探傷方向因素，缺陷的探傷面積有可能小于實(shí)際缺陷面積，工程上計(jì)算轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的面積A₀時(shí)，把轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的探傷面積擴(kuò)大10倍。

8.如權(quán)利要求3所述的一種汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的監(jiān)控方法，其特征在于：所述第四步中，建立汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子軸對(duì)稱(chēng)有限元計(jì)算的力學(xué)模型，采用有限元分析技術(shù)，計(jì)算所述最大主應(yīng)力。

9.如權(quán)利要求3所述的一種汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的監(jiān)控方法，其特征在于：還包括第十二步：打印輸出結(jié)果：

輸出轉(zhuǎn)子的等效熱態(tài)起動(dòng)次數(shù)n_he、內(nèi)部制造缺陷的初始短軸半徑a₀、轉(zhuǎn)子的起停壽命的判據(jù)值N₀、允許初始裂紋尺寸判據(jù)值[a]和轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的評(píng)價(jià)與監(jiān)控結(jié)果，應(yīng)用于汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部制造缺陷的評(píng)價(jià)和判廢的結(jié)論。