C6-3.43／0.49型汽轮机转子叶片断裂(裂纹)原因分析及防范措施

热应力主要是 由于转子各部分温度不均匀， 各部分材料之间膨胀或收缩互 相 限制 而 引起的 。 如 果蒸 汽与转 子 的温差达 到 １ ５ Ｏ ℃， 即使 平滑 的转子 表面 ， 其 热应力也将达到材料屈服极限的数值， 很快就会产生疲劳裂纹 ２ ） 第３ 级抽汽、 门杆漏汽的影响
由于 本台机 ３ 抽汽 出力 不足 ， 门杆漏 汽无处“ 走” 而部分 排 向后 两级 叶片 ， 造 成 蒸汽对 金属进行 剧烈 的凝结放 热 ， 使 转子外 表温度 急剧上 升 ， 热 冲击较 大 ， 造 成 后两 级 叶片热疲 劳 ， 热应 力最 大的部 位是 叶片和 轴封 处 ， 再加上 后几 级蒸 汽 湿 度大 ． 叶片表 面及 根部 可能 会产 生疲 劳裂 纹 。
化率 ， 加强运行操作过程的检查 ， 冲转前要严格控制汽温、 汽压参数， 主汽温度 必须 比调 节级 室 金属 最高 温 度高 ５ ０ －１ ０ ０℃， 并且 过热 度不 低 于８ Ｏ℃。 在冲
转时 ， 适 当延 长冲转 时间 ， 机组 带负荷 、 增 减 负荷的速 率 减慢 ， 减小 扭力 的交变
１ 篡 因分 析
现象 ， 严重的蠕变损伤将导致材料的断裂 对于经历长期运行的汽轮机转子， 应
当检 查 叶轮外 径 的增大 是否 在允许 的 范围 内 。
Hale Waihona Puke 冷机启动用邻机汽源启动对转子的损坏程度尤其大， 当热压应力超过金属 材料的屈服极限后， 就会在该处产生局部塑性变形。 随着转子的不断加热会出 现金属松弛现象 ， 尤其在轴径最大的前汽封和调节级处， 这种金属变形现象更
Ｃ ６ －３ ． ４ ３ ／ ０ ． ９ ８ 型汽轮机转子材料为３ ０ Ｃ ｒ ２ Ｍｏ Ｖ ｔ ￣， 汽轮机转子与调节级 及１ ～８ 级叶轮整锻， ９ ～ｌ ５ 级叶轮为套装结构。 有关统计表明 自２ ｏ ｌ ｔ ｔ 纪起， 国内
外汽 轮机 、 发 电机 转子断 裂恶性事 故带来 很严重 好的后果 ， 例如： 如 新疆红雁 池
是很危 险的 。 因此 ， 必 须对转 子 的弯 曲度 加 以检测 ， 严 格 限制 弯 曲度 ， 在转子 轴 端 外缘 的晃 度应 不大于 ３ ０ ｕ ｍ。 蠕变现象 是高温 区段 的材料 在离心应 力的作 用下 ， 缓 慢地发 生塑性变形 的
发电厂的５ —８ 号机 （ ５ ０ Ｍｗ） ， 江西分宜发电厂６ 号机（ １ ０ ０ ＭＷ） ， 广东韶关电厂 ６ 号机（ ５ ０ ＭＷ） ， 肥矿集团杨庄电厂２ ＃机（ １ ２ ＭＷ） 等。
工 业 技 术
Ｃ ｈｉ ｎａ ｓ ｃｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅｖ ｉ ｅ ｗ
啊 Ｉ
Ｃ ６ － ３ ． ４ ３ ／ ０ ． ４ ９型汽轮机 转子 叶片断裂 （ 裂纹 ）
原 因分 析 及 防 范 措 施
姜保 利
（ 山东 能源 肥 城矿 业集 团 公司杨 营煤 矿 山东 梁 山 ２ ７ ２ ６ ２ ２ ） ［ 摘 要］ 文章 叙述 － Ｊ ｒ Ｃ ６ － ３ ． ４ ３ ／ ０ ． ９ ８ 型汽 轮机 转 子叶片 断裂 （ 裂纹 ） 发生 的情 况及处 理过 程 ， 简要分 析 了缺陷 产生 原 因， 并 提 出 了今 后安 全运 行 的措施 。 ［ 关键词］ 汽 轮机 叶片 裂纹 原 因分 析 防范措 旖 中图 分类号 ： ＴＫ ２ ６ ８ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ８ — ０ ０ ０ １ — ０ １
明显 。 若邻机 启动 次数增加 ， 其损 坏程度 更加严重 ， 造 成转子 表面很 陕产生疲 劳 裂纹 。机组 消缺 时 ， 需将 汽缸 温度 降到 很 低 ， 强 制冷 却汽 轮机 ， 使 汽 轮机 带很 少 的负荷 ， 到汽 轮机 的最后几 级 ， 甚 至变成 了鼓 风机 ， 因机 组 鼓风损 失产 生的 热量带 不走 ， 温度很 高 ， 而蒸汽 处于低温 、 低压 状态 ， 使机 组产生 很大的 热变形 ， 也会 使转 子叶 片产 生裂纹 。 ２ 、 处 理措 施 及建议 对 于汽轮机 转子 ， 为保证能 够在今 后的运行 中安全稳 定 ， 特 提 出以下建议 ： １ ） 本着减少 转子 热冲击 的原 则 ， 尽 量减缓 机组启停 过程 中的速率和 温度变
速率 。
２ ） 尽量 避免 定参 数启 动方 式 。 ３ ） 在机 组启动 之 前要按 规定 检查各 个疏 水 门的状态 ， 防止上 、 下缸 温差过
现场第一腔室漏汽至三抽管路上的阀门是在关闭状态， “ 轴封及门杆漏汽” 无 处可 去 ， 只有 主汽 门 、 高调 门 的门杆漏 汽 （ ０ ． ３ ｔ ／ ｈ ） 可 至三抽 （ 实 际因三抽 不
投用， 这 部分 汽量 也无 处可去 ） 。 因此 ， 实 际“ 前 封第一 腔 室漏汽Ｇ１ 及 门杆 漏 汽” 是 无出路 的 ， 漏 汽量为零 在 此过程 中 ， 三 档泄汽 的温度 比二档泄 汽的温 度高得
大。 汽封疏水管要充分疏水， 汽封汽源要与汽缸温度匹配， 汽缸温度低于１ ５ ０℃ 时， 使用汽平衡来汽作汽封汽源 ， 汽缸温度高于１ ５ ０℃时 ， 使用３ ＃机三段抽汽 作汽封 汽源 。 ４ ） 停机后要严密监视汽缸温度 ， 防止冷水、 冷气进入汽缸。
转子是汽轮机组最重要的部件之一 ， 其工作状态比较复杂， 在高温、 高转速 情况下， 既承担着巨大的离心应力及传递功率所产生的扭转应力 ， 又承担着 巨
大的 热应 力 ， 在起停 过程 中还产 生弯 曲 、 振动等 。 因此 ， 对转 子 的结 构及 材料 性
能的要求特别苛刻。
１ ） 机 械应 力 和热应 力 因素 由于机 组启 停过程 中的机 械应 力和 热应 力 会导致 应力 集 中 ， 产生 疲劳 损 伤， 机组在 多 次交 变应力 作用 下 造成金 属 热疲劳 ， 引发金 属 裂纹 。