Статьи
Ротора турбин и генераторов являются ответственными изделиями, определяющими мощность всей энергетической установки. При производстве поковок для крупных роторов предъявляют повышенные требования к технологии выплавки встали в связи с большими размерами поковок и высокими требованиями к химическому составу.
С ростом единичной мощности энергоустановок и увеличением расчетного ресурса особые требования предъявляются к безопасности эксплуатации. Применение для ответственных деталей крупных поковок из высокопрочных сталей неизбежно приводит к снижению однородности механических свойств из-за возникновения локальной структурной, механической и химической неоднородности металла и, как следствие, к возрастанию опасности хрупких разрушений. Для Cr-Ni-Mo-V сталей, работающих в области умеренных температур (не выше 450 °С) развитие повреждений преимущественно связано с усталостными повреждениями и возникновением условий хрупкого неустойчивого развития трещин из зародившихся усталостных (эксплуатационных) и технологических дефектов. Наибольшую опасность для хрупкого разрушения представляют поверхностные зоны роторов, вследствие наличия различных конструктивных концентраторов напряжений. Таким образом, с одной стороны необходимо увеличивать прочность металла поверхностных слоев с целью повышения усталостной прочности, с другой стороны зародившиеся усталостные трещины не должны приводить к хрупкому разрушению.
Одним из перспективных направлений повышения сопротивляемости хрупким разрушениям металла роторов является интенсификация процесса охлаждения при закалке. Однако при больших скоростях охлаждения появляется опасность возникновения закалочных трещин, недопустимых не только по условиям обеспечения работоспособности роторов, но и вследствие высокой стоимости крупных поковок. В настоящее время количественные подходы к расчетной оценке опасности развития технологических трещин при закалке роторов не разработаны. Рост размеров и веса единичных поковок, применение новых синтетических закалочных сред существенно повысили актуальность создания методов определения сопротивляемости хрупким разрушениям поковок роторов с одновременным обеспечением требуемого уровня технологической прочности.
В качестве материала для роторов турбогенераторов относительно небольшой мощности с воздушным охлаждением используют углеродистую кованную сталь марки 35. Роторы крупных турбогенераторов изготавливают из низколегированной стали на основе железа с 1 % Cr и, примерно, 3 % Ni марок: ХН3М, ХН4МАР, 35ХНМ, 35ХНЗМА, 35ХН4МА, 35ХН1МФА, 36ХНМА, 36ХНЗМФА, 36ХН1Н. Более легированную сталь применяют для моноблочных роторов, сталь с меньшим содержанием легирующих используют для сварных роторов.
Для роторов турбин, работающих при суперсверхкритических параметрах пара (ССКПП) используют дорогостоящие высокохромистые марки стали (типа 10Х9МФБ).
Использование для роторов паровых турбин Ni-Cr-Mo-V стали обусловлено возможностью обеспечения высокого предела текучести, низкой температуры хрупко-вязкого перехода и наименьшего влияние масштабного фактора по сравнению с другими низколегированными марками стали. На стали подобного типа легко получить равномерные механические свойства в больших сечениях.
Источник
Ротор и статор: важные детали электродвигателя
Современные электродвигатели очень популярны. Они нашли широкое применение в разных сферах: в машиностроении, в сельском хозяйстве. Также они часто используются в атомной, нефтехимической, горнодобывающей, пищевой и деревообрабатывающей промышленности.
Такая востребованность объясняется их существенным преимуществом по сравнению с другими двигателями. Электродвигатели отличаются высокой надежностью, простотой обслуживания и возможностью работы от сети переменного тока.
Ротор и статор — это важнейшие элементы электродвигателя, без которых он не смог бы существовать. Что они из себя представляют?
Заставить двигатель крутиться — вот основная задача ротора. Он являет собой подвижную часть механизма, вращающуюся благодаря магнитному полю. Оно же, в свою очередь, создается за счет проводов, расположенных таким образом, что вокруг оси ротора происходит нарастание крутящего момента.
Кроме ротора в электродвигателе есть статор. В отличие от крутящегося ротора, статор всегда остается неподвижным и фиксируется в определенном положении. В большинстве случаев ротор — это цельная массивная конструкция,
помещенная во внутрь статора, с напресованным на его поверхность магнитопроводом (сердечником).
Компания «Риваль Лазер» изготавливает роторы из электротехнической стали на новых современных станках. Выполняются роторы в виде дисков и крупных ободов.
Наши изделия высоко ценят крупные предприятия. Одно из них является крупнейшим поставщиком двигателей для российский железных дорог. Мы же производим роторы и статоры для этих электродвигателей, способных работать даже в самых экстремальных условиях эксплуатации.
Они устойчивы к агрессивной среде. К аномально низким и высоким температурам. Такие электродвигатели сохраняют свои прочностные качества при высоких механических нагрузках и не деформируются.
 | |  |
Вся наша продукция делается по индивидуальным чертежам заказчика любой сложности. Наличие собственного оборудования дает нам возможность осуществлять контроль качества на всех этапах производства.
Вместе с высоким качеством своей продукции мы также предлагаем выгодные ценовые условия, оптимальный срок выполнения заказа и доставку по всей территории России.
Убедитесь в этом сами. Звоните на бесплатный номер 8-800-707-66-52 или закажите обратный звонок на нашем сайте.
Оставьте заявку на быстрый расчет
Минимальный заказ от 15 000 руб. без учета стоимости металла.
Металлообработка — основной вид деятельности компании «Риваль Лазер».
Мы специализируемся на работе с черными и цветными металлами и предлагаем весь цикл услуг их обработки: от резки и гибки заготовок до порошковой покраски и дробеструйной обработки.
Мы предлагаем выгодные условия сотрудничества для предприятий металлургической, машиностроительной и других отраслей производства и работаем по всей России, СНГ и Европе.
Источник
Электротехническая сталь (трансформаторная) – свойства и применение
Электротехническая сталь – это разновидность черного металла с улучшенными электромагнитными свойствами. Добиться этого удается внедрением кремния. Таким образом, как металл, электротехническая сталь представляет собой сплав железа с кремнием, содержание которого составляет 0.8 – 4.8%. Наименование, этот специфический состав получил вследствие области своего непосредственно применения.
Электротехническая сталь, также имеет названия динамная сталь, трансформаторная сталь и кремнистая электротехническая сталь.
Зачем кремний в стали?
Легирование производится не чистым элементом кремнием, а ферросилицием. Это вещество представляет собой сплав FeSi с железом. Легирование стали Si позволяет вывести из металла кислород, элемент – оказывающий наибольшее негативное воздействие на магнитные свойства Fe. Происходит реакция восстановления железа из его окислов, с результирующим образованием оксида кремния, частичного переходящего в шлак.
Так выглядит ферросилициий – марка ФС45
Второй положительный эффект от внедрения кремния в сталь связан с выделением цеменита (Fе3С) из металла, который замещается образующимся графитом. Оба соединения, оксид железа и цеменит увеличивают коэрцитивной силы в металле, что приводит к росту потерь на гистерезис. Более того, легирование кремнием железа с концентрацией Si выше 4% способствует также снижению потерь на вихревые токи, что обусловлено повышением удельного электрического сопротивления электротехнической стали относительно ее марок, нелегированных кремнием.
Химический состав стали с улучшенными магнитными характеристиками
Исходя из вышесказанного, повышение содержания кремния в металле снижает удельный вес оксидов железа. Как показывает практика, одновременно с этим происходит рост индукции насыщения Вs железа. Ее максимальная величина достигается при содержании Si на уровне 6.4%.
Однако по химическому составу электротехническая сталь остается легированным металлом с содержанием кремния не более 4.8%. Это связано с ухудшением механических свойств металла, хрупкости в частности, при росте концентрации Si. Наряду с кремнием в электротехническую сталь может добавляться алюминий на уровне 0.5%.
Сердечник трансформатора из электротехнической стали
Исходя из химического состава (содержания легирующих примесей), металл разделяют на две категории динамная и трансформаторная сталь. В первой разновидности процент вхождения кремния составляет 0.8 – 2.5%, тогда как трансформаторное железо характеризуется уровнем легирования 3.0 – 4.5%.
Читайте также: Лом трансформаторов, о том, как сдают трансформаторы в металлолом, и что ценного в них есть.
Изотропная и анизотропная сталь – отличия производства
Как можно понять из вышесказанного, характеристики легированного соединения сильно зависят от содержания кремния. Вторым фактором, определяющим свойства металла, выступает его внутренняя структура, которая формируется в процессе производства. В частности горячекатаная и холоднокатаная стали обладают различными по размеру ячейками. Для крупнокристаллических материалов характерны большие величины магнитной проницаемостью, но коэрцитивная сила существенно ниже, чем у металлов с мелкокристаллической структурой. Варьировать размер зерна позволяют два вида обработки: механическая и термическая.
Так отжиг стали способствует понижению внутренних напряжений в металле, одновременно приводя к увеличению кристаллов, образующих его структуру. Горячая прокатка электротехнической стали не способна создать устойчивую ориентацию зерен внутри металла, оставляя ее хаотичной. Подобная изотропная сталь, как результат, характеризуется независимостью магнитных свойств от направления.
Добиться текстурованной структуры с определенной пространственной ориентацией кристаллов в металле позволяет повторной холодной прокатки стали, сопровождающаяся отжигом при особых условиях. Как результат получается анизотропная сталь, где ребра кубической решетки кристаллов установлены в направлении прокатки. Расположив анизотропную сталь в правильном направлении, можно добиться повышения магнитной проницаемости, одновременно понизив коэрцитивную силу.
Производство электротехнической стали налажено в виде листового проката с шириной полосы 240 – 1000 мм. Металл выпускается рулонами или отдельными листами, длина которых варьируется от 720 до 2000 мм. Толщина электротехнического стального профиля начинается с 0.05 мм и может иметь следующие показатели: 0.1, 0.2, 0.35, 0.5 и 1,0 мм. Кроме того, классификация электротехнических сталей по разновидности продукции допускает следующие виды проката: сортовой и лента резанная.
Марки изотропной тонколистовой стали х/к: 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2312, 2411, 2412, 2413, 2414, 2421.
Марки анизотропной тонколистовой стали х/к: 3311 (3411), 3411, 3412, 3413, 3414, 3415, 3404, 3405, 3406, 3407, 3408, 3409.
Металлическая буква “Е” – что это?
Всех мучил вопрос в детстве – что эта за металлическая буква Е или Ш такая?
Эта металлическая пластина в виде буквы Ш или Е (кто как видит) и есть та самая трансформаторная сталь, точнее сердечник трансформатора, изготовленный из электротехнической стали. Такие пластины часто попадались в детстве – ржавые, гнутые, склеенные, кто-то затачивал их и бросался, словно, самурайскими сюрикэнами.
Буква Е или Ш – та, что мы видели в детстве
Этих металлических букв Ш (Е), казалось, валяется целая куча – они были в каждом дворе иногда валялись целыми россыпями, а появлялись они после разбора вот таких трансформаторов, см. фото:
Внутри этого трансформатора находится сердечник из трансформаторной стали и склеенных букв “Е”
Электротехническая сталь – марки
Маркировка данного вида металла представляет число, где его цифры указывают:
- Первая – структурное состояние металла и класс его прокатки. Это может быть горячекатаная (1) или холоднокатаная (2) изотропная, а также холоднокатаная анизотропная разновидность стали.
- Вторая – отображает процент вхождения кремния. Она принимает следующие допустимые значения от 0 до 5. Стартовая величина – менее 0.4% обозначается как 0. Вторая цифра 1 соответствуют содержанию Si 4 – 0.8 %. Последующие четыре значения отображают увеличение концентрации кремния на 1, вплоть до величины 4.8%.
- Третья цифра характеризует электромагнитные характеристики: коэрцитивная сила, магнитна индукция и прочие.
- Последние две цифры отображают количественное значение характеристики из третьего пункта.
Марки электротехнической стали:
- Сталь электротехническая сернистая: 1211, 1212, 1213, 1311, 1312, 1313, 1411, 1412, 1413, 1511, 1512, 1513, 1514, 1521, 1561, 1562, 1571, 1572, 2011, 2012, 2013, 2111, 2112, 2211, 2212, 2213, 2214, 2215, 2216, 2311, 2312, 2411, 2412, 2413, 2414, 2421, 3311, 3404, 3405, 3406, 3407, 3408, 3409, 3411, 3412, 3413, 3414, 3415, 3416, 3421, 3422, 3423, 3424, 3425
- Сталь электротехническая нелегированная: 10832, 10848, 10850, 10860, 10864, 10880, 10895, 11832, 11848, 11850, 11860, 11864, 11880, 11895, 20832, 20848, 20850, 20860, 20864, 20880, 20895, 21832, 21848, 21850, 21860, 21864, 21880, 21895
к содержанию ↑
Свойства электротехнической стали
Ценность легированного кремнием железа обусловлена его улучшенными электромагнитными характеристиками: высокий уровень индукции насыщения, минимизация потерь на гистерезис, а также пониженная коэрцитивной сила. Поскольку анизотропная структура позволяет еще больше улучшить эти свойства, то спрос не текстурованные стали изначально выше.
Вопрос, для каких целей применяют электротехнические стали, находит ответ в наименовании металла. Одно из предназначений сплава – это сердечники в таких устройствах:
- трансформаторов тока;
- статоры и роторы электрооборудования;
- силовых трансформаторов.
Кроме того, электротехническая сталь – отличный материал для магнитопроводов в составе электрических аппаратов. Понять, почему сердечник трансформатора выполняют из электротехнической стали несложно. Это следует из свойств металла, в частности повышению удельного электрического сопротивления. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению потерь мощности от вихревых токов, характерных для сердечника трансформатора. Как результат, повышается общая эффективность устройства, а сам сердечник меньше нагревается.
Еще больше нивелировать потери от вихревых токов, можно уменьшив толщину пластин. Поэтому электротехническая сталь для электродвигателей, в частности сердечников трансформаторов, должна иметь толщину 0.5 мм при частоте 50 Гц. Если источник тока работает на больших частотах, под сердечник используют более толстые листы электротехнической стали: 0.1 или 0.2 мм.
Дополнительные потери энергии в сердечнике трансформатора происходят вследствие гистерезиса – процесса циклического перемагничивания. Сузить петлю гистерезиса, соответственно уменьшить ее площадь приведут к понижению потерь на перемагничивание. Это вторая причина использования электротехнической стали в сердечнике трансформатора.
Поскольку снижение потерь на вихревые токи и гистерезис достигается повышением содержания кремния в металле, сплав с высокой концентрацией Si получил название трансформаторная сталь, характеристики которой лучше подстроены именно под трансформаторы. Выражаясь языком цифр, в производстве мощных трансформаторов использование текстурованной стали позволяет уменьшить уровень потерь на треть. Кроме того, это способствует снижению массы трансформатора на 10% и расхода самого металла на 20%.
Сбор сердечника трансформатора
Кроме трансформаторов, электротехническая сталь, в зависимости от марки применяется для:
- магнитных цепей при изготовлении электрического оборудования – марки 2212, сернистая изотропная, 20895/20880 АРМКО;
- электродвигателей и подобных изделий – марка 10895/Э12/АРМКО;
- прочая электротехническая продукция – марка10880/Э10/АРМКО.
Назначение некоторых марок стали электротехнической:
