ГОСТ 28446-90 (МЭК 609-78)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ОЦЕНКА КАВИТАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ В ГИДРОТУРБИНАХ, НАСОСАХ ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩИХ СТАНЦИЙ И НАСОСАХ-ТУРБИНАХ

Издание официальное

Москва

Стамдартмнформ

2006

УДК 620.9.002.5.001.4:006.354    Группа    Г49

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ОЦЕНКА КАВИТАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ В ГИДРОТУРБИНАХ, НАСОСАХ ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩИХ СТАНЦИЙ И НАСОСАХ-ТУРБИНАХ

Cavitation pitting evaluation in hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines

МКС 27.140 ОКСТУ 3109

Дата введения 01.07.91

Настоящий стандарт устанавливает методы оценки и измерений показателей кавитационной эрозии за определенный срок или наработку. Стандарт не устанавливает возможного влиянии кавитации на рабочие характеристики оборудования такие, как мощность, КПД. вибрация и уровень шума.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    В техническом задании должны быть указаны режимы эксплуатации гидранлической машины.

1.2.    Предельное значение показателя кавитационной эрозии за определенную наработку должно быть указано в техническом задании.

1.3.    Значение показателя кавитационной эрозии следует назначать на основе анализа воды, где должно быть указано содержание твердых частиц.

Абразивный износ, вызванный водой, содержащей твердые частицы (например песок), не включают в оценку кавитационной эрозии.

1.4.    Допустимое значение кавитационной эрозии должно быть установлено по согласованию между заказчиком и изготовителем в зависимости от следующих факторов:

типа и конструкции машины;

материала и состояния поверхности деталей, подверженных кавитации;

продолжительности эксплуатации и режимов работы;

заглубления машины на станции;

возможности проведения ремонта на месте без демонтажа.

1.5.    Термины, применяемые в настоящем стандарте, их пояснения и обозначения приведены в приложении I.

2. ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ ОЦЕНКИ КАВИТАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ

2.1.    Для оценки кавитационной эрозии необходимо точно определить диапазоны режимов работы машины по напору, мощности и уровню нижнего бьефа или высоте всасывания (приложение 2, черт. I) и продолжительность работы в соответствующих условиях.

2.2.    Дтя оценки кавитационной эрозии следует применять следующие базовые наработки:

для машин, работающих с высоким коэффициентом использования мощности (например турбин. работающих в базовом режиме), — 8000 ч;

Иерепечагка воспрещена

© Издательство стандартов. 1990 © Стандартинформ. 2006

С. 2 ГОСТ 28446-90

для машин, имеющих низкий коэффициент использования мощности (гидротурбин, работающих в пиковом режиме, насосов и насосов-турбин гидроаккумулирующих станций и насосов-турбин. работающих в насосном режиме), — 3000 ч.

В пределах базовой наработки допускается:

2.2.1.    Для гидротурбин:

продолжительность кратковременной работы с перегрузкой — 100 ч;

продолжительность работы с пониженной нагрузкой — 500 ч.

2.2.2.    Для насосов гидроаккумулирующих станций и насосов-турбин, работающих в насосном режиме:

продолжительность кратковременной работы на повышенном напоре — 100 ч;

продолжительность кратковременной работы на пониженном напоре — 100 ч (см. приложение 2. черт. I и 2).

2.3.    Время, необходимое для пуска и останова гидравлической машины, должно быть включено в фактическую наработку.

Продолжительность работы гидротурбины с нагрузкой ниже Рл, а насоса с расходом ниже Q_Tl должна быть ограничена продолжительностями таких режимов в процессе пуска и останова.

Время, при котором рабочее колесо гидравлической машины вращается в воздухе, должно быть исключено из фактической наработки.

2.4.    Значение кавитационной эрозии для насосов-турбнн с поворотными лопатками направляющего аппарата устанавливают для условий эксплуатации их в насосном режиме на предписанных открытиях направляющего аппарата, соответствующих напору: при иных условиях эксплуатации значение кавитационной эрозии устанавливают по согласованию с изготовителем.

3. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАВИТАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ

3.1.    Измерение кавитационной эрозии с целью выполнения гарантий проводят до истечения кавитационного гарантийного срока или гарантийной наработки, указанных в техническом задании.

3.2.    До измерения площади или объема унесенного материала все зоны эрозии должны быть зачищены до неповрежденного металла либо подготовлены под сварку путем шлифовки.

3.3.    Максимальную глубину эрозии определяют глубиномером, с использованием шаблона (либо другого приспособления), который устанавливают на неповрежденную поверхность детали, и воспроизводят первоначальные контуры в зоне разрушения материата.

Погрешность измерения ± 10 % максимальной глубины, но не более I мм.

3.4.    Отдельные участки поврежденной поверхности разграничивают краской и отпечатки поврежденной поверхности переносят на прочную бумагу посредством контакта.

Площадь отпечатков на бумаге следует определять планиметрированием либо подсчетом квадратов. если использована бумага с размерной сеткой.

Погрешность определения нс должна превышать ± 10 %.

3.5.    Потери материата определяют одним из следующих способов:

1)    непосредственным измерением объема пластической массы, требуемой для восстановления первоначатыюй неразрушенной формы поверхности. Если разрушение вызвано кавитацией на поверхности, искривленной во всех трех измерениях, то форму поверхности следует контролировать с помощью шаблонов.

Погрешность измерения не должна превышать ± 15 %;

2)    приблизительным вычислением, которое следует делать по одной из следующих формул:

V-UK_t S_rA_t + КуЬ Л₂ +,    +    К_я    S_H А_п)

или

V=K ZCS_rA_l + S₂ A₂ + _> .., + S„ A„),

или по упрощенной формуле

V= 0.5 5-Л.

Значения коэффициентов А',. А_;, А и т. д. выбирают по согласованию между заказчиком и изготовителем в зависимости от формы разрушенной поверхности:

ГОСТ 28446-90 С. 3

3)    по чистой массе сварочных электродов, необходимых для ремонта, с учетом уменьшения на величину, удаляемую в процессе окончательной шлифовки, которое составляет 30 % и более, в зависимости от формы повреждений, подлежащих ремонту.

Массу m_FI определяют по формуле

^тЕГ 0 а * ^v

При использовании электродов с покрытием масса неактивного покрытия должна быть исключена;

4)    по массе сварочных электродов, необходимых для ремонта, включая массу материала, удаляемого в процессе окончательной шлифовки.

Массу т_Е1 определяют по формуле

"»£/-( 1+—)'Р« • ^V•

Формула основана на допущении, что средняя толщина наплавки, удаляемая шлифовкой, равна 3 мм (см. приложение 2, черт. 3).

При использовании электродов с обмазкой массу неактивной обмазки учитывают;

5)    на основании рабочего времени, требуемого для ремонта кавитационных повреждений,

— К

* D

Значение А'„ допустимо выбирать по согласованию между заказчиком и изготовителем.

3.6.    При оценке кавитационной эрозии из результатов измерения должны быть исключены дополнительные разрушения, вызванные повышенной химической или электрохимической коррозией. абразивным износом или ударом в зоне, где эти дополнительные разрушения могут быть определены.

3.7.    Дефекты материала, обнаруженные при износе поверхностей машины в течение эксплуатации, исключают из результатов измерения кавитационной эрозии.

3.8.    Гарантии по кавитационным разрушениям считают выполненными, если по истечении эксплуатационного периода в диапазонах режимов, установленных в соответствии с разд. 2, результат измерения, уменьшенный на значение погрешности, не превышает гарантийного значения с учетом поправки, определяемой по формуле

Расхождение между фактической наработкой до времени проверки и наработкой, установленной в техническом задании, должно быть как можно меньше.

Допустимые пределы этого расхождения должны быть согласованы между изготовителем и заказчиком.

ПРИЛОЖЕНИЕ I Справочное

Термины, применяемые в настоящем стандарте, их пояснения н обозначения

Термин Обозначение Пояснение Кавитация Образование паровых пузырьков, когда местный уровень давления падает приблизительно до давления парообразования, и их смыкание, когда уровень местного давления повышается выше давления парообразования кавитационная эрозия — Потерн металла вследствие кавитации Кавитационный коэффициент (коэффициент Тома) а Коэффициент, характеризующий положение гидранличсской машины относительно уровня нижнего бьефа или высоты отсасывания Гарантийный срок но кавитационной эрозии — Количество месяцев или лет эксплуатации машины. в течение которых действуют гарантии по кавитационной эрозии Гарантийная наработка по кавитационной эрозии — Наработка (в часах) в пределах гарантийного срока по кавитационной эрозии Казовая наработка •к Наработка машины (в часах), используемая как база хтя задания значений показателей, определяющих гарантийные обязательства Фактическая наработка •а Действительное число часов работы машины, после которого производится осмотр кавитационных разрушений Нижний предел мощности для прололжителкной работы PCL Нижний предел мощности турбины для продолжительной работы, указываемой хтя каждого напора и .аля каждого допустимого уровня нижнего бьефа (черт. 1) Верхний предел мощности для прололжителкной работы ?си Верхний предел мощности турбины для эксплуатации. указываемый хтя каждого напора и хтя каждого допустимого уровня нижнего бьефа (черт. 1) Нижний предел мощности для кратковременной работы Рп Нижний предел мощности турбины для кратковременной работы, указываемый хтя каждого напора допустимого уровня нижнего бьефа (черт. 1). Верхний предел мощности для кратковременной работы Рщ Верхний предел мощности турбины хтя кратковременной работы, указываемый хтя каждого напора и каждого уровня нижнего бьефа (черт. 1). Нижний прелелкный напор насоса для прололжителкной работы "а Нижний предельный напор насоса для продолжительной работы, указываемый хтя каждой допустимой высоты всасывания (черт. 2). Верхний прелелкный напор насоса для прололжителкной работы Пси Верхний предельный напор насоса хтя продолжительной работы, указываемый хтя каждой допустимой высоты всасывания (черт. 2) Нижний прелелкный напор насоса для кратковременной работы Hji Нижний предельный напор насоса хтя кратковременной работы, указываемый хтя каждой допустимой высоты всасывания (черт. 2) Максималкная пределкная производительность насоса для кратковременной работы Qri Максимальная предельная производительность насоса хтя кратковременной работы, указываемая хтя каждой допустимой высоты всасывания (черт. 2)

ГОСТ 28446-90 С. 5

Продолжение

Термин Обозначение Пояснение Минимальный уровень нижнего бьефа zL Минимальный допустимый уровень нижнего бьефа (черт. 1) ./'(палатой режимов нормальной работы — Ограничен: а)    для турбин — величинами Рп и /%(чсрт. 1); б)    для насосов — величинами НС1 и //а,(чсрт. 2) >'1напатон режимов кратковременной работы турбины С перетру твой — Ограничен величинами Pcv и Рп. (черт. 1) Диана юн режимов кратковременной работы турбины с пониженной натруткой — 0|раннчсн величинами PCL и Рп (черт. 1) Диана юн режимов кратковременной работы насоса на пониженном напоре — Ограничен величинами НС1 и Нп (черт. 2) .Диапазон режимов кратковременной работы насоса на повышенном напоре — Ограничен величинами НС1, и Qn (черт. 2) Максимальная глубина кавтгта-ционной эрозии 5 Абсолютная максимальная глубина кавитационной эрозии. измеряемая от первоначдтьной поверхности материала Максимальные глубины отдельных тон тропот Sx, S:, 5,... 5„ Максимдтьныс глубины в отдельных зонах повреждений, измеряемые от уровня первоначдтьной поверхности матсридта Общая площадь кавитационной эротин А Общая площадь кавитационной эрозии, определяемая как сумма: 1) всех площадей, которые требуют ремонта (включая тс. которые требуют только шлифовки) или 2) только тех площадей, на которых глубина повреждений превышает обусло&тсн-иую величину, определяемую по согласованию между заказчиком и изготовителем, или 3) только тех площадей, которые требуют ремонта путем наплавки Плошали отдельных тон кавитационной эрозии А\, Л2. Ау .... Ая Плошали отдельных зон кавитационной эрозии, определяемые, как указано выше Объем материала V Объем материала, унесенного при кавитационном разрушении Коэффициенты .....к„ Коэффициенты. используемые дня приблизительного вычисления объема Масса сварочных электродов та Масса матсридта сварочных электродов, требуемая для ремонта кавитационных разрушений с учетом соответствующей поправки Плотность материала электродов Р« Плотность материала электродов, требуемых дтя ремонта кавитационных разрушений Рабочее время, требуемое для ремонта кавитационных ратрушс-ний Время, требуемое для подготовки поврежденных мест к ремонту, дтя подогрева, для наплавки и дтя окончательной обработки, исключая время дтя обеспечения доступа к поврежденным местам (дтя разборки машины), дтя возведения вспомогательных лесов, для контроля отремонтированных площадей потребителем оборудования, для сборки машины и ввода в эксплуатацию Коэффициент грудотаграт а; Коэффициент, используемый для подсчета трудозатрат в часах

НАРАБОТКИ И ДИАПАЗОНЫ РКАИМОВ РАБОТЫ

/ — диапазон режимов кратковременной работы / — диапаюн режимов кратковременной работы насоса при повы-гнлротурбнны при повышенной нагрузке; 2 — ли- шенном напоре; 2 — диапазон режимов продолжительной работы налитой режимов продолжительной работы; 3 — дна- coca; 3— диапазон кратковременной работы насоса при пониженном пазом режимов кратковременной работы напоре; 4— минимальный допустимый уровень бьефа на всасывании гидротурбины при пониженной нагрузке; 4 — минимальный допустимый уровень нижнего бьефа Черт. 2. Диапазон режимов работы насосов и насосов-тур-

бин в насосном режиме гидроаккумулирующих станций

Черт. I. Диапазоны режимов работы гидротурбин    Примечания:

1.    Диапазон режимов кратковременной работы насоса на пониженном напоре ограничен величинами На. и Нц.

2.    Диапазон режимов кратковременной работы насоса на повышенном напоре ограничен величинами Нси ^н Qn.-

ГОСТ 28446-90 С. 7

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное

ПРИМЕРЫ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАВИТАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ

(1+Т)

Черт. 3. Определение чистой массы электродов, требуемых для ремонта

Диапазон значений максимальной глубины, плошали и объема, которые могут быть выбраны в качестве допустимых для рабочих колее рахтичных типов гидротурбин (исключая ковшовые турбины) и различных материалов. и для одной из двух базовых наработок (8000 ч базовой нагрузки или 3000 ч пиковой нагрузки). Диапазоны основаны на опытных данных.

С. 8 ГОСТ 28446-90

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством тяжелою машиностроения СССР

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 22.02.90 № 256

3.    В стандарт введен между народный стандарт МЭК 609—78

4.    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5.    ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2006 г.

Редактор Л. А. Шгбаронииа Технический редактор Л.А. Гусева Корректор ЕЛ Дульнева Компьютерная верстка А Н. Золотаревой

Сдано в набор 25.07.2006. Подписано в печать 10.08.2006. Формат 60 » 84 ‘/*- Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Уел. печ. л. 1,40.    Уч.-иад.л.0,80.    Тираж    42    ж».    Зак.    543.    С    3139.

ФГУП *Стандартинформ», 123995 Москва, Гранатный пер., 4. www.gostinfo.ni info@gostinfo.ru Набрано во ФГУП «Стандартинформ» на ПЭВМ Отпечатано в филиале ФГУП «Стандартинформ» — тип.«Московский печатник», 105062 Москва, Лялин пер., 6