JPS59118858A - Rotor for low-temperature turbine - Google Patents
Rotor for low-temperature turbineInfo
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- JPS59118858A JPS59118858A JP23230482A JP23230482A JPS59118858A JP S59118858 A JPS59118858 A JP S59118858A JP 23230482 A JP23230482 A JP 23230482A JP 23230482 A JP23230482 A JP 23230482A JP S59118858 A JPS59118858 A JP S59118858A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、タービンロータに関し、さらに詳しくは、L
NG (液化天然ガス)等の低温作動流体を使用する低
温タービンに用いられるタルビンミータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a turbine rotor, and more particularly, to a turbine rotor.
The present invention relates to a turbine meter used in a low-temperature turbine that uses a low-temperature working fluid such as NG (liquefied natural gas).
近年、LNG等の低温作動流体を利用する低温タービ/
がf14開発されておシ、たとえば、LNG(約−za
j”c)を海水によって気化させる過程で放出される冷
熱を有効利用して発電する低温タービンブランドが注目
されている。In recent years, low-temperature turbines that use low-temperature working fluids such as LNG/
f14 has been developed, for example, LNG (about -za
A brand of low-temperature turbines that generate electricity by effectively utilizing the cold energy released during the process of vaporizing j”c) using seawater is attracting attention.
これら低温タービンは、室温から約−1oo℃の温度範
囲で動作するため、従来の火力、原子力発電用タービン
等の高温蒸気雰囲気下で使用されるタービン口〜りをそ
のまま用いることはできな八すなわち、従来の蒸気ター
ビンで用いられるタービンロータは、室麺から一100
℃程度の低温域におけるしん性が悪く、また延性−脆性
遷移温度(以下、FATTという)がロータの雰囲気温
度よυも高いため、脆性破壊h″−生ずるおそれがある
。These low-temperature turbines operate in the temperature range from room temperature to approximately -100°C, so it is not possible to use the turbine openings used in conventional thermal and nuclear power generation turbines in high-temperature steam atmospheres as they are. , the turbine rotor used in conventional steam turbines is 1100 yen from Muromen.
It has poor toughness in the low temperature range of about 0.degree. C., and the ductile-brittle transition temperature (hereinafter referred to as FATT) is much higher than the rotor's ambient temperature, so there is a risk of brittle fracture h''- occurring.
たとえば、従来の火力、原子力発電用の蒸気タービンの
口〜り材の中ですぐれた低温じん性を有する3、2j
〜弘、O%Nf−Cr−Mo−V#!においても、FA
TTは一30″C穆度であり、脆性破壊の可能性がある
。したがって、 −100”Cに及ぶ低温域で使用され
るタルビンミータに要求される条件としては、まずFA
TTが−ioo℃以下であることが要請される。この条
件を満足する材料としてけクチNi州やオーステナイト
系ステンレス鋼がある。For example, 3, 2j, which has excellent low-temperature toughness among the mouthpiece materials for steam turbines used in conventional thermal and nuclear power plants,
~Hiroshi, O%Nf-Cr-Mo-V#! Also, FA
TT is -30"C, and there is a possibility of brittle fracture. Therefore, the conditions required for the Talvin meeter used in the low temperature range of -100"C are as follows:
It is required that TT is below -ioo°C. Examples of materials that satisfy this condition include stainless steel and austenitic stainless steel.
しかしながら、上記り%Nl鋼やオーステナイト系ステ
ンレスタ[、・1をタービンロータ材料とした場合、ロ
ータ材料に要求される耐力が不足するという問題がある
。さらに、これらの材料は、大きなタービンロータvr
−鍛造するための鍛造性が劣り、また、超音波等でロー
タの微少な材料欠陥を検出する際の検出能が劣るなどの
問題がある。However, when the above-mentioned %Nl steel or austenitic stainless steel [,.1] is used as a turbine rotor material, there is a problem that the proof strength required of the rotor material is insufficient. Furthermore, these materials are suitable for large turbine rotors vr
- There are problems such as poor forging properties and poor ability to detect minute material defects in the rotor using ultrasonic waves or the like.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、−1
00″cK及ぶ低温域におけるしん性にすぐれかつ耐力
、引張強さ等の杖、セ械的強度の向上が図られた低温タ
ービン用ロータを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and -1
It is an object of the present invention to provide a rotor for a low-temperature turbine which has excellent toughness in a low-temperature range of 00"cK and has improved mechanical strength such as yield strength and tensile strength.
本発明者は、従来ロータ材として使用されている3、J
、j 〜4’、θ%Nl−Cr−Mo−V鋼のFATT
が一570℃であり、蒸気タービン用ロータ材としては
比較的良好な低温じん性を有していることに着目し、さ
らに低温タービン用ロータに充分適用し得る材料を得る
ための条件を研究した結果、上記3..23〜I1.O
’16 Nl−Cr−Mo−V鋼の成分のうち特にNi
含有量およびC量を最適に調整することによって、−1
00℃以下のFATTを有し、しかも機械的強度にもす
ぐれた低温タービン用ロータ素材が得られることを見出
した。The present inventor has discovered that 3, J
, j ~4', θ% FATT of Nl-Cr-Mo-V steel
We focused on the fact that it has relatively good low-temperature toughness as a rotor material for steam turbines, and researched the conditions to obtain a material that can be sufficiently applied to rotors for low-temperature turbines. As a result, above 3. .. 23-I1. O
'16 Among the components of Nl-Cr-Mo-V steel, especially Ni
By optimally adjusting the content and C amount, -1
It has been discovered that it is possible to obtain a rotor material for low-temperature turbines that has a FATT of 00°C or less and also has excellent mechanical strength.
本発明は上記知見に基づくものである。すなわち、本発
明の低温タービン用ロータは、重量比で、CO,1〜0
0.1%、5lO03Oq6以下、Mn 117..2
(7−/、00チ、Ni II、00−!、21 %
、Cr 0JO−2,00%、M。The present invention is based on the above findings. That is, the low-temperature turbine rotor of the present invention has a weight ratio of CO, 1 to 0.
0.1%, 5lO03Oq6 or less, Mn 117. .. 2
(7-/, 00chi, Ni II, 00-!, 21%
, Cr 0JO-2,00%, M.
O,20−0,70%、v o、or 〜o、2o %
を含み、残部がFeおよび付随的不純物から成るFe基
合金により形成されたこと、を特徴とするものである。O,20-0,70%,vo,or ~o,2o%
, and the remainder is Fe and incidental impurities.
以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の記載におい
て組成を表わす「%」は、特に断らなり限り重量基準と
する。The present invention will be explained in more detail below. In the following description, "%" representing the composition is based on weight unless otherwise specified.
本発明の低温タービン用ロータは、特定の組成のFe基
合金からなる。合金中の各成分の添加目的ならびに組成
限定の理由は、次の通りである。The low-temperature turbine rotor of the present invention is made of an Fe-based alloy with a specific composition. The purpose of adding each component in the alloy and the reason for limiting the composition are as follows.
1ず、Cは、ロータに要求される引張強さや耐力などの
機械的強度を高めるたd)に必要不可欠の元素であり、
合金中にθ、ノ〜0.23 %含まれる。含有量が0.
1%未満であると、上記の効果が乏しく、またO、JL
!f係を越えて添加するとじん性を低下させる0
81は、脱酸剤として添加するもので、0.30%以下
とする。0.30%を越えて添加するとじん性を低下さ
一迂4)。また、タービンロータ製造時に真空カーボン
脱酸法を用いる場合は、必ずしも添加する必要はない。1.C is an essential element for d) to increase the mechanical strength such as tensile strength and proof stress required for the rotor.
The alloy contains 0.23% of θ. Content is 0.
If it is less than 1%, the above effects will be poor, and O, JL
! 081, which decreases toughness when added in excess of the f factor, is added as a deoxidizing agent and should be 0.30% or less. If added in excess of 0.30%, the toughness will decrease 4). Furthermore, if a vacuum carbon deoxidation method is used during turbine rotor manufacture, it is not necessarily necessary to add it.
Mnは、脱硫剤として添加されるもので、O,コO〜ノ
、00%の範囲とする。0,2.0%未満では添加効果
が得られず、 1.00%を越えて添加してもその効果
は飽和してしまう。Mn is added as a desulfurizing agent, and is in the range of 0% to 0%. If it is less than 0.2.0%, the effect of addition cannot be obtained, and if it is added in excess of 1.00%, the effect is saturated.
Niは、低温じん性を向上させるに極めて有効な元素で
あり、 ’/、00−j、it%添加される。弘、θO
チ未酒の添加では充分1よ効果を得ることができず、じ
ん性の向上のためには添加量は多い方が好ましいが、j
、J、3%を越えて添加すると、逆に耐力を減少させる
。Ni is an extremely effective element for improving low-temperature toughness, and is added in an amount of '/, 00-j, it%. Hiroshi, θO
It is not possible to obtain a sufficient effect with the addition of Chimishake, and it is preferable to add a large amount to improve toughness.
, J, if added in excess of 3%, the yield strength will decrease.
Crは、焼入性を向上させるとともに、Nlと合わせて
添加することによりじん性を向上させる効果があシ、o
、to−1,00チ添加する。Cr not only improves hardenability, but also has the effect of improving toughness when added together with Nl.
, to-1,00 chi.
MoおよびVは、焼入性を向上させ、強度を確保するた
めに必要な元素であり、Moは、 01.20−0,7
0チ、■は、0.01〜0.20 q6添加へれる。上
限を越えたMoおよびVの添加は、じん性を低下させる
。Mo and V are elements necessary to improve hardenability and ensure strength, and Mo is 01.20-0,7
For 0chi and ■, 0.01 to 0.20 q6 is added. Addition of Mo and V above the upper limit reduces toughness.
上記成分ならびに主成分としてのFeを加える際に付随
的に含まれる不純物はなるべく少ない方が好ましい。It is preferable that impurities incidentally included when adding the above components and Fe as the main component be as small as possible.
本発明のタービンロータを得るためには、まず各素材金
属を真空あるいは大気化で混合溶解し、脱酸後において
実質的に上記組成のFe基合金溶湯を得る。次いでこれ
を鋳造し、更に必要に応じて鍛造を行ってタービンロー
タ形状の素材を形成する。次いでこの素材に必要な熱処
理および表面研摩その他の後処理を行うことにより本発
明のタービンロータが得られる。In order to obtain the turbine rotor of the present invention, first, various raw material metals are mixed and melted in a vacuum or atmosphere, and after deoxidation, a Fe-based alloy molten metal having substantially the above composition is obtained. Next, this is cast, and if necessary, forged to form a material in the shape of a turbine rotor. Next, the turbine rotor of the present invention is obtained by subjecting this material to necessary post-treatments such as heat treatment and surface polishing.
下記第1表に示す組成(表中の数字は重賞チを意味する
)を有する7種の合金試料各5OKpをそれぞれ真空誘
導溶解炉にて溶解し、これを50mm角材に鍛伸し、素
材状1験片を得た。Seven types of alloy samples each having 5 OKp having the compositions shown in Table 1 below (numbers in the table mean grade) were melted in a vacuum induction melting furnace, forged and stretched into a 50 mm square piece, and the material A specimen with a shape of 1 was obtained.
上記比較例1..2および3は、従来の火力発電用低圧
タービンロータに使用されている、3.2j〜11.0
%、Nl−Cr−Mo−V鋼に相当するものであり、実
施例ノ、!、3および≠は本発明のロータ材である。Comparative example 1 above. .. 2 and 3 are 3.2j to 11.0, which are used in conventional low-pressure turbine rotors for thermal power generation.
%, corresponds to Nl-Cr-Mo-V steel, and is equivalent to Example No.! , 3 and ≠ are rotor materials of the present invention.
上記各素材試験片に次のような熱処理を行っ筒まず、ざ
30°Cに加熱し、1時間に100℃の割合で冷却する
焼入れを行い、さらにtto℃、V時間の焼もどしを行
った。Each of the above material test pieces was subjected to the following heat treatment. First, the tube was heated to 30°C, quenched by cooling at a rate of 100°C per hour, and then tempered at 10°C for V hours. .
かくして得られた試、験片について、引張試験およびF
ATTを求めるための2mVハツチシャルピー衝撃衝撃
試行つた。得られた結果を下記第1表に示す。比較例コ
および実施例弘は、実際の口〜りの寸法(直径約/m)
KlJ造した試作タービンロータである。The test pieces thus obtained were subjected to tensile tests and F
A 2 mV Hatch Charpy impact test was conducted to determine ATT. The results obtained are shown in Table 1 below. Comparative Example Ko and Example Ko are the actual dimensions of the mouth (diameter approx./m)
This is a prototype turbine rotor manufactured by KlJ.
第1表
上記第2表の結果から明らかなように、本発明のロータ
素材(実施例/〜≠)は、FATTの値が−10θ℃で
あり、低温じん性にすぐれ、しかも耐力および引張強さ
に関しては、従来材(比較例/〜≠〕とほぼ同等である
。Table 1 As is clear from the results in Table 2 above, the rotor materials of the present invention (Examples/~≠) have a FATT value of -10θ℃, excellent low-temperature toughness, and yield strength and tensile strength. Regarding the strength, it is almost the same as the conventional material (comparative example/~≠).
十i己実jJm例、比較例の結果から明らかなように、
本発明の低温タービン用ロータは、−/θθ℃す、下の
FATTを有し、低温じん性が著しくすぐれている。よ
って−100℃に及ぶ低温域で作動させても脆性破壊の
おそれはない。また、耐力や引張強さも、従来の火力発
電用蒸気タービンに用いられているロータ材とほぼ同等
であり、充分実用に供しく(する。As is clear from the results of the examples and comparative examples,
The low-temperature turbine rotor of the present invention has a FATT below -/θθ°C, and has extremely excellent low-temperature toughness. Therefore, there is no risk of brittle fracture even if the device is operated in a low temperature range of -100°C. In addition, the yield strength and tensile strength are almost the same as rotor materials used in conventional steam turbines for thermal power generation, making it suitable for practical use.
しtこがって、本発明のロータを低温タービン用ロータ
として用いることにより、さらに安全性。Therefore, by using the rotor of the present invention as a rotor for a low-temperature turbine, safety can be further improved.
イ1頼件の改善された低温タービンプラントの設計、製
造が可能となり工業上すこぶる有用である。(1) It becomes possible to design and manufacture a low-temperature turbine plant with improved requirements, which is extremely useful industrially.
また、本発明の低温タービン用ロータを形成する素材は
、L N G冷熱利用発電タービン等の低温タービン用
ロータとして使用し得るばかりでなく、他の低温工業機
械部品の材料としても用い得る。Further, the material forming the rotor for a low-temperature turbine of the present invention can be used not only as a rotor for a low-temperature turbine such as an LNG cold energy power generation turbine, but also as a material for other low-temperature industrial machine parts.
出願人代理人 猪 股 清Applicant's agent Kiyoshi Inomata
Claims (1)
,30%以下。 Mn O,20〜/、00 % 、 Nl M、
00−3,23 % 、 Cr O,ta〜2.0
0 % 、 Mo O,20〜0.70 %、V 01
Oj+ 〜0..20 %を含み、残部がFeおよび付
随的不純物から成るFe基合金により形成されたことを
特徴とする、低温タービン用a−タ。[Claims] The serious penalty ratio is CO0/-01.2! %, siO
,30% or less. MnO, 20~/, 00%, NlM,
00-3,23%, CrO,ta~2.0
0%, MoO, 20-0.70%, V01
Oj+ ~0. .. 1. An a-tar for a low-temperature turbine, characterized in that it is formed of an Fe-based alloy containing 20% Fe and the remainder consisting of Fe and incidental impurities.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23230482A JPS59118858A (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Rotor for low-temperature turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23230482A JPS59118858A (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Rotor for low-temperature turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59118858A true JPS59118858A (en) | 1984-07-09 |
Family
ID=16937106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23230482A Pending JPS59118858A (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Rotor for low-temperature turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59118858A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1988005086A1 (en) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Hitachi, Ltd. | Heat-resistant steel and gas turbine made of the same |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP23230482A patent/JPS59118858A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1988005086A1 (en) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Hitachi, Ltd. | Heat-resistant steel and gas turbine made of the same |
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