CN106324093B - 汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控装置，包括：用于对转子内部进行探伤，以确定转子内部制造缺陷的所在部位和尺寸的超声波探伤仪；用于存贮超声波探伤仪所采集的数据的数据库服务器；基于数据库服务器内存储的数据，对转子裂纹扩展寿命进行计算，进而对转子内部制造缺陷进行评价与监控的计算服务器；用于输出转子内部制造缺陷的评价与监控结果的用户端浏览器；本发明还提供了一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法。本发明实现了汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的裂纹扩展寿命的在线计算和监控；达到了在转子的制造与加工阶段，定量评价和监控汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的技术效果。

Description

汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法

技术领域

本发明涉及汽轮机与燃气轮机的转子基于裂纹扩展寿命的内部制造缺陷的监控装置及方法，属于汽轮机与燃气轮机的技术领域。

背景技术

在汽轮机与燃气轮机的转子锻造、焊接和加工等制造过程中，有可能产生转子的内部制造缺陷。传统方法，要求转子内部制造缺陷或裂纹不超过1.6mm。若探伤发现的转子内部制造缺陷或裂纹大于1.6mm，转子报废。汽轮机与燃气轮机的转子造价昂贵，转子报废经济损失大。

汽轮机与燃气轮机的转子特点是尺寸大、高速旋转，汽轮机与燃气轮机的转子在起动、停机和超速试验过程中产生大的主应力。汽轮机与燃气轮机的转子在大的主应力的作用下，转子带有探伤缺陷的裂纹不断扩展。当汽轮机与燃气轮机的转子裂纹扩展至转子缺陷部位的临界裂纹尺寸时，汽轮机与燃气轮机的转子就有可能发生脆性断裂，导致汽轮机与燃气轮机损坏事故。传统的汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的评定方法，没有考虑制造缺陷所在部位的主应力的作用及其裂纹扩展寿命的影响。在汽轮机与燃气轮机的转子制造和加工阶段，基于裂纹扩展寿命的汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控，还没有合适的方法可供使用。

申请人已经申请中国发明专利“汽轮机转子内部裂纹扩展寿命的监控装置及方法”，申请号201110413914.7，是汽轮机转子在发电厂的使用阶段，在线计算和定期监控汽轮机转子的内部裂纹的扩展寿命。华东理工大学申请的发明专利“汽轮机高温部件的剩余寿命预测方法”，申请号200710170946.2，在高温部件发现缺陷后，可以计算裂纹长度等于或超过临界裂纹尺寸的循环次数，该循环次数乘以保载时间来预测剩余寿命。郑善琨等人在《动力工程》1986年第4期发表论文“汽轮机低压转子缺陷评定”，采用缺陷探伤面积与允许的初始缺陷面积进行比较，来评定汽轮机低压转子的缺陷。

现有技术，没有考虑汽轮机与燃气轮机的转子在起动和超速试验过程中产生的主应力对转子内部制造缺陷的裂纹扩展寿命的影响，因而不能判断带有内部制造缺陷的汽轮机与燃气轮机的转子能否安全服役到起停寿命10000次。在汽轮机与燃气轮机的转子制造过程中，探伤发现转子带有内部制造缺陷或裂纹后，评价汽轮机与燃气轮机的转子起停寿命能否达到10000次，还没有合适的方法可供使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于裂纹扩展寿命的汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控装置及方法，实现汽轮机与燃气轮机制造与加工过程中转子内部制造缺陷的服役安全性评价与监控。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控装置，其特征在于：包括

用于对转子内部进行探伤，以确定转子内部制造缺陷的所在部位和尺寸的超声波探伤仪；

用于存贮超声波探伤仪所采集的数据的数据库服务器；

基于数据库服务器内存储的数据，对转子裂纹扩展寿命进行计算，进而对转子内部制造缺陷进行评价与监控的计算服务器；

用于输出转子内部制造缺陷的评价与监控结果的用户端浏览器；

用于管理网页组件和回应用户端浏览器的请求的网页服务器。

优选地，所述超声波探伤仪与数据库服务器连接，计算服务器与数据库服务器和网页服务器连接，网页服务器分别与数据库服务器、计算服务器和用户端浏览器连接。

本发明还提供了一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，其特征在于：步骤为：

第一步：探伤确定转子内部制造缺陷的当量直径d；

第二步：计算转子内部制造缺陷的面积A₀；

转子内部制造缺陷的面积A₀的计算公式为：

式中：

d——转子内部制造缺陷的当量直径；

第三步：确定转子内部制造缺陷的椭圆形裂纹的初始短轴半径a₀；

把汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷处理为椭圆形裂纹，椭圆形裂纹的初始短轴半径为a₀，椭圆形裂纹的初始长轴半径c₀，给定a₀/2c₀＝x，转子内部制造缺陷的椭圆形裂纹的初始短轴半径a₀的计算公式为：

式中：

d——转子内部制造缺陷的当量直径；

x——初始椭圆形裂纹的短轴半径，为a₀与2倍长轴半径c₀的比值，x＝a₀/2c₀；

第四步：计算转子内部制造缺陷所在部位的最大应力σ_maxi；

对汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷部位，计算在无缺陷情况下，在冷态起动、温态起动、热态起动、极热态起动、110％额定工作转速超速试验和120％额定工作转速超速运行共六种瞬态过程的最大主应力，第i种瞬态工况的最大主应力用σ_1i表示，第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷所在部位的最大应力σ_maxi的计算公式为：

σ_maxi＝σ_1i+σ_re

式中：

σ_re——转子的残余应力；

第五步：计算转子内部制造缺陷的临界裂纹尺寸a_ci；

第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷的临界裂纹尺寸a_ci的计算公式为：

式中：

K_1C——转子材料的断裂韧性；

σ_maxi——第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷所在部位的最大应力；

M——与裂纹形状参数Q有关的常数；

对于转子内部缺陷，

a——椭圆形裂纹短轴半径；

c——椭圆形裂纹长轴半径；

θ——过裂纹周线上任意一点的径向线与椭圆长轴的夹角；

第六步：计算转子内部制造缺陷的裂纹扩展寿命N_fi；

第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷的裂纹扩展寿命N_fi的计算公式为：

式中：

a₀——转子内部制造缺陷的椭圆形裂纹的初始短轴半径；

C₀、m₀——转子材料裂纹扩展试验常数；

第七步：计算转子内部制造缺陷的等效热态起动次数n_he

汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的等效热态起动次数n_he的计算公式可表示为：

式中：

n_c0——电站用户要求的冷态起动次数；

n_w0——电站用户要求的温态起动次数；

n_h0——电站用户要求的热态起动次数；

n_r0——电站用户要求的极热态起动次数；

n₁₁₀——电站用户要求的110％超速试验次数；

n₁₂₀——电站用户要求的120％超速运行次数；

N_fc——冷态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_fw——温态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_fh——热态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_fr——极热态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_f110——110％超速试验过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_f120——120％超速运行过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

第八步：确定转子内部制造缺陷的起停寿命判据值N₀；

将汽轮机与燃气轮机的转子的等效热态启动次数n_he与起停寿命次数N进行比较，按照以下方法确定转子内部制造缺陷的起停寿命判据值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——等效热态启动次数；

第九步：计算转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸a_i；

汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸a_i的计算公式为：

式中：

a_ch——在热态起动的瞬态过程，转子内部制造缺陷部位的最大应力σ_maxh对应的临界裂纹尺寸；

σ_maxh——在热态起动的瞬态过程，转子内部制造缺陷部位，在无缺陷情况下的最大应力；

N₀——转子的起停寿命的判据值；

第十步：计算转子内部制造缺陷的允许初始裂纹尺寸判据值[a]；

对于汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸a_i，取安全系数为n，得出转子内部制造缺陷的允许初始裂纹尺寸判据值[a]的计算公式为：

式中：

a_i——转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸；

第十一步：汽轮机与燃气轮机转子内部制造缺陷的评价与监控；

将转子内部制造缺陷的初始短轴半径a₀和允许初始裂纹尺寸判据值[a]进行比较：

若a₀＜[a]，转子内部制造缺陷是合格的，表明服役到起停寿命N次时转子内部制造缺陷不会扩展至临界裂纹尺寸，该转子可以使用；

若a₀≥[a]，转子内部制造缺陷是不合格的，应予以报废。

优选地，所述第一步的具体方法为，在汽轮机与燃气轮机的转子制造或加工期间，采用超声波探伤仪确定转子内部制造缺陷的所在部位和尺寸。

更优选地，所述缺陷的所在部位指的是转子缺陷尖端处三个坐标的数值。

更优选地，所述缺陷的尺寸指的是探伤确定转子内部制造缺陷的当量直径d。

优选地，所述第二步中，对于汽轮机与燃气轮机的转子层状内部制造缺陷，由于探伤方向因素，缺陷的探伤面积有可能小于实际缺陷面积，工程上计算转子内部制造缺陷的面积A₀时，把转子内部制造缺陷的探伤面积扩大10倍。

优选地，所述第四步中，建立汽轮机与燃气轮机的转子轴对称有限元计算的力学模型，采用有限元分析技术，计算所述最大主应力。

优选地，还包括第十二步：打印输出结果：

输出转子的等效热态起动次数n_he、内部制造缺陷的初始短轴半径a₀、转子的起停寿命的判据值N₀、允许初始裂纹尺寸判据值[a]和转子内部制造缺陷的评价与监控结果，应用于汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的评价和判废的结论。

本发明在汽轮机与燃气轮机的转子的制造与加工期间，采用超声波探伤仪，探伤得出汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的所在部位和缺陷尺寸，保存在数据库服务器，使用本发明提供的汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，根据电站用户要求的起动次数和超速试验次数，定量评价汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷，判定转子内部制造缺陷是否合格，确定带有内部制造缺陷的转子是可以使用还是予以报废。

本发明提供的装置及方法实现了汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的裂纹扩展寿命的在线计算和监控；如果汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷是合格的，表明该转子可以使用；如果转子内部制造缺陷是不合格的，应予以报废。达到了在转子的制造与加工阶段，定量评价和监控汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的技术效果。

附图说明

图1为本发明转子内部制造缺陷监控装置的方框图；

图2为本发明转子内部制造缺陷监控方法的流程；

图3为本发明计算服务器采用的计算机软件框图；

图4为某型号核电汽轮机高压转子结构的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示为本发明汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷监控装置的方框图，本发明的汽轮机与燃气轮机的转子制造缺陷的监控装置由超声波探伤仪1、计算服务器2、数据库服务器3、网页服务器4和用户端浏览器5组成，超声波探伤仪1与数据库服务器3连接，计算服务器2与数据库服务器3和网页服务器 4连接，网页服务器4分别与数据库服务器3、计算服务器2和用户端浏览器5 连接。

超声波探伤仪1用于对转子内部进行探伤，以确定转子内部制造缺陷的所在部位和尺寸。

数据库服务器3用于存贮超声波探伤仪1所采集的数据。

计算服务器2基于数据库服务器3内存储的数据，对转子裂纹扩展寿命进行计算，进而对转子内部制造缺陷进行评价与监控。

用户端浏览器5用于输出转子内部制造缺陷的评价与监控结果。

网页服务器4用于管理网页组件和回应用户端浏览器5的请求。

如图2所示为本发明汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷监控方法的流程图，如图3所示为本发明计算服务器采用的计算机软件框图，该软件安装在汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的计算服务器上，应用于汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的计算与监控。

对于某型号核电汽轮机，高压转子的结构如图4所示，在该台核电汽轮机高压转子的加工过程中，采用图1所示的装置、图2所示的流程图和图3所示的计算机软件，计算得出该高压转子内部制造缺陷的评价和监控结果。

第一步：探伤确定转子内部制造缺陷的当量直径d：

在汽轮机高压转子制造或加工期间，采用超声波探伤仪确定该高压转子内部制造缺陷的所在部位B，探伤确定转子部位B有内部制造缺陷的当量直径d＝2mm；

第二步：计算转子内部制造缺陷的面积A₀：

对于汽轮机高压转子层状内部制造缺陷，由于探伤方向等因素，缺陷的探伤面积有可能小于实际缺陷面积，工程上计算转子内部制造缺陷的面积A₀时，把转子内部制造缺陷的探伤面积扩大10倍，转子内部制造缺陷的面积A₀的计算公式为：

式中：

d——转子内部制造缺陷的当量直径；

第三步：确定转子内部制造缺陷的椭圆形裂纹的初始短轴半径a₀：

把转子内部制造缺陷处理为椭圆形裂纹，椭圆形裂纹的初始短轴半径为a₀，椭圆形裂纹的初始长轴半径c₀，给定a₀/2c₀＝x＝0.1，转子内部制造缺陷的椭圆形裂纹的初始短轴半径a₀的计算公式为：

式中：

d——转子内部制造缺陷的当量直径；

x——初始椭圆形裂纹的短轴半径，为a₀与2倍长轴半径c₀的比值，x＝a₀/2c₀

第四步：计算转子内部制造缺陷所在部位的最大应力σ_maxi：

建立汽轮机与燃气轮机的转子轴对称有限元计算的力学模型，采用有限元分析的现有技术，对汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷部位，计算在无缺陷情况下，在冷态起动、温态起动、热态起动、极热态起动、110％额定工作转速超速试验和120％额定工作转速超速运行共六种瞬态过程的最大主应力，第i种瞬态工况的最大主应力用σ_1i表示，第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷所在部位的最大应力σ_maxi的计算公式为：

σ_maxi＝σ_1i+σ_re

式中：

σ_re——转子的残余应力；

第五步：计算转子内部制造缺陷的临界裂纹尺寸a_ci：

第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷的临界裂纹尺寸a_ci的计算公式为：

式中：

σ_maxi——第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷所在部位的最大应力；

M——与裂纹形状参数Q有关的常数；

对于转子内部缺陷，

a——椭圆形裂纹短轴半径；

c——椭圆形裂纹长轴半径；

θ——过裂纹周线上任意一点的径向线与椭圆长轴的夹角；

K_1C——转子材料的断裂韧性，

第六步：计算转子内部制造缺陷的裂纹扩展寿命N_fi：

第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷的裂纹扩展寿命N_fi(单位：次)的计算公式为：

式中：

a₀——转子内部制造缺陷的椭圆形裂纹的初始短轴半径；

C₀、m₀——转子材料裂纹扩展试验常数，C₀＝4.0256×10^-11，m₀＝2.4762；

由于核电汽轮机没有极热态起动，电站用户要求的极热态起动次数n_r0＝0次。该核电汽轮机高压转子在冷态起动、温态起动、热态起动、110％额定工作转速超速试验和120％额定工作转速超速运行共五种瞬态过程的最大应力σ_maxi、临界裂纹尺寸a_ci和裂纹扩展寿命N_fi的计算结果列于表1；

[表1]

第七步：计算转子内部制造缺陷的等效热态起动次数n_he：

汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的等效热态起动次数n_he(单位：次) 的计算公式可表示为：

式中：

n_c0——电站用户要求的冷态起动次数，n_c0＝200次；

n_w0——电站用户要求的温态起动次数，n_w0＝1000次；

n_h0——电站用户要求的热态起动次数，n_h0＝4500次；

n_r0——电站用户要求的极热态起动次数，n_r0＝0次；

n₁₁₀——电站用户要求的110％超速试验次数，n₁₁₀＝30次；

n₁₂₀——电站用户要求的120％超速运行次数，n₁₂₀＝2次；

N_fc——冷态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_fw——温态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_fh——热态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_fr——极热态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_f110——110％超速试验过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_f120——120％超速运行过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

第八步：确定转子内部制造缺陷的起停寿命判据值N₀：

将汽轮机与燃气轮机的转子的等效热态启动次数n_he与起停寿命次数 N＝10000次进行比较，按照以下方法确定转子内部制造缺陷的起停寿命判据值 N₀：

由于n_he＝6234次＜N＝10000次，故取N₀＝10000次；

式中：

n_he——等效热态启动次数；

第九步：计算转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸a_i：

汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸a_i的计算公式为：

式中：

a_ch——在热态起动的瞬态过程，转子内部制造缺陷部位的最大主应力σ_maxh对应的临界裂纹尺寸；

σ_maxh——在热态起动的瞬态过程，转子内部制造缺陷部位，在无缺陷情况下的最大主应力；

N₀——转子的起停寿命的判据值；

第十步：计算转子内部制造缺陷的允许初始裂纹尺寸判据值[a]：

对于汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸a_i，取安全系数 n＝2，得出转子内部制造缺陷的允许初始裂纹尺寸判据值[a]的计算公式为：

式中：

a_i——转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸；

第十一步：汽轮机与燃气轮机转子内部制造缺陷的评价与监控：

将转子内部制造缺陷的初始短轴半径a₀和允许初始裂纹尺寸判据值[a]进行比较：

由于a₀＝1.41(mm)＜[a]＝44.60(mm)，故转子内部制造缺陷是合格的，表明服役到起停寿命10000次，该核电汽轮机高压转子内部制造缺陷不会扩展至临界裂纹尺寸，该转子可以使用；

第十二步：打印输出结果：

输出转子的等效热态起动次数n_he＝6232次、内部制造缺陷的初始短轴半径 a₀＝1.41mm、转子的起停寿命判据值N₀＝10000次、允许初始裂纹尺寸判据值 [a]＝44.60mm和转子内部制造缺陷的评价与监控结果是该高压转子内部制造缺陷是合格的，该高压转子可以使用。

按照传统的方法，该台核电汽轮机高压转子部位B探伤发现转子有当量直径为2mm的内部制造缺陷，应当报废。采用本发明提供的汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，鉴于内部制造缺陷所在部位B的应力不大，定量计算出该台核电汽轮机高压转子的部位B有内部制造缺陷部位的允许初始裂纹尺寸判据值[a]＝44.60mm，该转子部位B的内部制造缺陷是合格的，表明该转子可以使用，为该台核电汽轮机高压转子的安全运行提供了依据。

Claims (7)

1.一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，其特征在于：步骤为：

第一步：探伤确定转子内部制造缺陷的当量直径d；

第二步：计算转子内部制造缺陷的面积A₀；

转子内部制造缺陷的面积A₀的计算公式为：

式中：

d——转子内部制造缺陷的当量直径；

第三步：确定转子内部制造缺陷的椭圆形裂纹的初始短轴半径a₀；

把汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷处理为椭圆形裂纹，椭圆形裂纹的初始短轴半径为a₀，椭圆形裂纹的初始长轴半径c₀，给定a₀/2c₀＝x，转子内部制造缺陷的椭圆形裂纹的初始短轴半径a₀的计算公式为：

式中：

d——转子内部制造缺陷的当量直径；

x——初始椭圆形裂纹的短轴半径，为a₀与2倍长轴半径c₀的比值，x＝a₀/2c₀；

第四步：计算转子内部制造缺陷所在部位的最大应力σ_maxi；

对汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷部位，计算在无缺陷情况下，在冷态起动、温态起动、热态起动、极热态起动、110％额定工作转速超速试验和120％额定工作转速超速运行共六种瞬态过程的最大主应力，第i种瞬态工况的最大主应力用σ_1i表示，第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷所在部位的最大应力σ_maxi的计算公式为：

σ_maxi＝σ_1i+σ_re

式中：

σ_re——转子的残余应力；

第五步：计算转子内部制造缺陷的临界裂纹尺寸a_ci；

第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷的临界裂纹尺寸a_ci的计算公式为：

式中：

K_1C——转子材料的断裂韧性；

σ_maxi——第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷所在部位的最大应力；

M——与裂纹形状参数Q有关的常数；

对于转子内部缺陷，

a——椭圆形裂纹短轴半径；

c——椭圆形裂纹长轴半径；

θ——过裂纹周线上任意一点的径向线与椭圆长轴的夹角；

第六步：计算转子内部制造缺陷的裂纹扩展寿命N_fi；

第i种瞬态工况的转子内部制造缺陷的裂纹扩展寿命N_fi的计算公式为：

式中：

a₀——转子内部制造缺陷的椭圆形裂纹的初始短轴半径；

C₀、m₀——转子材料裂纹扩展试验常数；

第七步：计算转子内部制造缺陷的等效热态起动次数n_he；

汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的等效热态起动次数n_he的计算公式可表示为：

式中：

n_c0——电站用户要求的冷态起动次数；

n_w0——电站用户要求的温态起动次数；

n_h0——电站用户要求的热态起动次数；

n_r0——电站用户要求的极热态起动次数；

n₁₁₀——电站用户要求的110％超速试验次数；

n₁₂₀——电站用户要求的120％超速运行次数；

N_fc——冷态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_fw——温态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_fh——热态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_fr——极热态起动过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_f110——110％超速试验过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

N_f120——120％超速运行过程中的疲劳裂纹扩展寿命；

第八步：确定转子内部制造缺陷的起停寿命判据值N₀；

将汽轮机与燃气轮机的转子的等效热态启动次数n_he与起停寿命次数N进行比较，按照以下方法确定转子内部制造缺陷的起停寿命判据值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——等效热态启动次数；

第九步：计算转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸a_i；

汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸a_i的计算公式为：

式中：

a_ch——在热态起动的瞬态过程，转子内部制造缺陷部位的最大应力σ_maxh对应的临界裂纹尺寸；

σ_maxh——在热态起动的瞬态过程，转子内部制造缺陷部位，在无裂纹情况下的最大应力；

N₀——转子的起停寿命的判据值；

第十步：计算转子内部制造缺陷的允许初始裂纹尺寸判据值[a]；

对于汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸a_i，取安全系数为n，得出转子内部制造缺陷的允许初始裂纹尺寸判据值[a]的计算公式为：

式中：

a_i——转子内部制造缺陷的允许裂纹尺寸；

第十一步：汽轮机与燃气轮机转子内部制造缺陷的评价与监控；

将转子内部制造缺陷的初始短轴半径a₀和允许初始裂纹尺寸判据值[a]进行比较：

若a₀<[a]，转子内部制造缺陷是合格的，表明服役到起停寿命N次时转子内部制造缺陷不会扩展至临界裂纹尺寸，该转子可以使用；

若a₀≥[a]，转子内部制造缺陷是不合格的，应予以报废。

2.如权利要求1所述的一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，其特征在于：所述第一步的具体方法为，在汽轮机与燃气轮机的转子制造或加工期间，采用超声波探伤仪确定转子内部制造缺陷的所在部位和尺寸。

3.如权利要求2所述的一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，其特征在于：所述缺陷的所在部位指的是转子缺陷尖端处三个坐标的数值。

4.如权利要求2所述的一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，其特征在于：所述缺陷的尺寸指的是探伤确定转子内部制造缺陷的当量直径d。

5.如权利要求1所述的一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，其特征在于：所述第二步中，对于汽轮机与燃气轮机的转子层状内部制造缺陷，工程上计算转子内部制造缺陷的面积A₀时，把转子内部制造缺陷的探伤面积扩大10倍。

6.如权利要求1所述的一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，其特征在于：所述第四步中，建立汽轮机与燃气轮机的转子轴对称有限元计算的力学模型，采用有限元分析技术，计算所述最大主应力。

7.如权利要求1所述的一种汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的监控方法，其特征在于：还包括第十二步：打印输出结果：

输出转子的等效热态起动次数n_he、内部制造缺陷的初始短轴半径a₀、转子的起停寿命的判据值N₀、允许初始裂纹尺寸判据值[a]和转子内部制造缺陷的评价与监控结果，应用于汽轮机与燃气轮机的转子内部制造缺陷的评价和判废的结论。