低压汽轮机叶片失效调查-武汉理工大学
深度调峰状态下汽轮机末级叶片出汽侧水蚀事故分析
图1 37级末级叶片出汽侧水蚀图通过对三组末级动叶进行观察，发现进汽侧钎焊司太立合金处状态一致，仅发生了轻微水蚀。
如图表明三组末级动叶进汽状态基本一次。
图2 进汽侧水蚀情况问题分析水蚀发生的机理工作在湿蒸汽区的动叶片，与汽流中夹带的二次水滴高速撞击，从静叶栅出来的水滴与高速转动的动叶片发生冲击，水滴与动叶片接触部位产生了很高的压力，其压力超过了材料的屈服极限，使叶片材料产生局部的塑性变形和表面硬化。
这种压力反复作用于叶片，叶片材料达到疲劳极限时，局部即开始产生疲劳裂纹。
水滴冲击到这种裂纹时，产生的压力将加剧裂纹向更深处发展，致使叶片材料从叶片表面脱离形成水蚀。
图3 进汽侧速度三角形水蚀原因查找本次汽轮机末级叶片水蚀发生在出汽侧与正常水蚀在进汽侧现象不一致。
从水蚀发生机理可以判断出该级末级叶片属于特殊情况。
考虑到末级叶片离低压缸喷水减温较近，怀疑喷水减温管道有故障。
通过试投5号机排汽缸喷水装置，发现2号排汽缸（炉侧）垂直安装的冷却水管喷水口喷射方向正对级叶片，但喷射位置与叶片损坏豁口处相差约15cm，如所示。
图4 静态时投低压缸喷水减温状态图考虑到现场试投5号机排汽缸喷水装置时汽轮机转子为静态，若机组在运行状态，根据“伯努利效应”，流体的流速越大,压强越小；流体的流速越小大。
汽轮机转子叶顶汽流较叶根汽流速大很多，产生一个向叶顶的一个压力梯度，也即运行时冷却水喷水位置会向叶顶处偏移。
该喷水管为机组原始安装。
以往未发生该问题原因分析该机组至1988年投产至今已经历过七次大修，期间检查并未发现末级叶片有异常现象。
运行方式上由于近年来为满足电网辅助调峰需要，三元正极材料用高速混合机使用问题的研究。
汽轮机末级叶片断裂的调查分析和运行建议
汽轮机末级叶片断裂的调查分析和运行建议发表时间：2017-06-14T13:43:25.067Z 来源：《电力设备》2017年第6期作者：夏敏[导读] 摘要：亚齐火电项目的2#汽轮发电机组，总承包方在质保期结束后按照合同要求完成了一次检查性大修，然后交给业主方。
（中国水利水电第八工程局有限公司浙江杭州 41000）摘要：亚齐火电项目的2#汽轮发电机组，总承包方在质保期结束后按照合同要求完成了一次检查性大修，然后交给业主方。
其运行人员在2016年9月 20 日运行中发现锅炉水质钠离子浓度、电导度、PH值急剧增大，判断为凝汽器钛管破损，海水进入凝结水系统所致，停机检查发现发电机侧凝汽器钛管有23根损坏漏水，维修人员进行堵管处理后未做深入检查就安排启机，但是随后多次冲转因振动大未能成功，停机再次进入凝汽器汽室检查，发现低压转子第22级末级叶片（发电机侧）多片断裂。
关键词：钠离子浓度；泄漏；叶片断裂；低频运行一、概述亚齐火电项目的2#汽轮发电机组，质保期结束，总承包方按照合同要求进行了一次检查性大修，然后交给业主方。
2016 年 9 月 20 日凌晨，机组负荷85MW，主汽压力7.4MPa,主汽温度525℃，5：00时刻，发现汽轮机振动变大（2X 振动157.1um，5X振动达到188.7um），10:00 左右，锅炉水的水质化验出现了急剧变化：钠离子浓度(1340 ppb), 导电率( 4410 us/cm)，pH (4.36)，运行人员立即采取炉水加药对水质进行调整，但水质状况无法改变，此情况下又采取降负荷方式，在20日17:05 降负荷到60MW，但水质等问题一直未能解决，直到22日08:28采取停机检查处理。
由于锅炉水质钠离子浓度、电导度、PH值是在运行中急剧增大，运行人员判断是凝汽器钛管破损，海水进入凝结水系统所致，于是停机后对凝汽器钛管进行了检查，发现发电机侧凝汽器钛管有23根损坏漏水，维修人员简单进行堵管处理后未继续做深入检查就安排启机，但是汽轮机在随后多次冲转过程中因振动大未能成功。
航空发动机涡轮叶片失效机理及寿命预测方法研究
航空发动机涡轮叶片失效机理及寿命预测方法研究航空发动机的涡轮叶片是发动机中最关键的部件之一，其失效会对飞机的安全和运行造成极大影响，因此对其机理和寿命预测方法的研究备受关注。
本文将介绍航空发动机涡轮叶片的失效机理和常见的寿命预测方法。
一、涡轮叶片的失效机理航空涡轮叶片的失效主要包括以下三种类型：疲劳失效、热疲劳失效和腐蚀失效。
1.疲劳失效涡轮叶片在高速转动下，受到来自气流和高温高压气体的冲击和剪切作用，同时由于叶片受到往返和扭转径向载荷的交替作用，因此容易发生疲劳失效。
该失效类型的表现为叶片出现微裂纹，随着工作时间的推移，裂纹逐渐扩展，最终导致叶片断裂。
2.热疲劳失效涡轮叶片在高温环境下长时间运转，受到高温气体的冲击和热膨胀作用，导致叶片出现变形、裂纹等热疲劳失效。
该失效类型的表现为叶片出现裂纹和变形，直至叶片失效。
3.腐蚀失效涡轮叶片长期处于高温高压的气体环境中，易受到氧化、硫化等氧化失效和盐雾腐蚀等腐蚀失效的影响。
该失效类型的表现为叶片表面出现腐蚀、锈蚀，严重时会导致叶片断裂。
二、涡轮叶片的寿命预测方法根据涡轮叶片失效机理的不同，涡轮叶片的寿命预测方法也有所不同。
常用的预测方法主要包括以下几种：1.基于金相显微组织的寿命预测方法该方法根据材料的组织和疲劳裂纹扩展规律，通过金相显微组织的形态、尺寸、密度等参数来预测涡轮叶片的剩余寿命。
该方法适用范围广，可以用于预测各种类型的涡轮叶片失效机理。
2.基于损伤累积理论的寿命预测方法该方法将涡轮叶片的疲劳损伤、热膨胀损伤、腐蚀损伤等损伤组合起来进行分析计算，得出涡轮叶片的总损伤值。
通过对总损伤值进行监控和计算，可以预测涡轮叶片的寿命。
3.基于有限元分析的寿命预测方法该方法利用有限元分析技术对涡轮叶片的疲劳、热膨胀、腐蚀等失效机理进行数值模拟，在计算出叶片的应力、变形、温度等参数之后，通过建立预测模型进行寿命预测。
该方法计算精度较高，适用于更为复杂的涡轮叶片失效机理。
电站汽轮机低压转子次末级叶片开裂原因分析
电站汽轮机低压转子次末级叶片开裂原因分析叶片是电站汽轮机中完成能量转换的重要部件，汽轮机叶片工作条件恶劣，长期在高温、高压介质环境中做高速旋转，承受相当大的应力，同时还要传递动蒸气产生的扭矩，受力情况复杂。
电站汽轮机有多级叶片，每级叶片又有多只叶片，只要其中一只叶片出现问题，就有可能发生事故，导致机组停运，造成重大经济损失。
因此，汽轮机叶片的可靠性对火电机组安全、稳定运行有十分重要的意义。
蒙西某火电厂200MW机组在检修中发现汽轮机低压转子正反向次末级叶片叶身发生多处横向开裂。
该汽轮机是哈尔滨汽轮机厂有限公司生产的，型号C145/N200-12.7/535/535，为超高压、一次中间再热、三缸两排气、单抽气冷凝式汽轮机，该机主蒸气温度为535℃，主蒸气压力为12.75MPa，再热蒸气温度535℃，再热蒸气压力2.18MPa。
叶片材质2Cr13。
次末级叶片发生开裂现象，给机组的安全稳定运行带了来极大的威胁。
本文对该汽轮机叶片开裂原因进行分析，并提出针对性建议，以防止同类型事故的再次发生，提高机组运行的安全性和可靠性。
1. 汽轮机次末级叶片开裂试验分析（1）宏观形貌观察从现场渗透检测结果可看出，开裂现象都发生在次末级叶片，开裂部位均位于叶片拉筋与叶根之间近拉筋侧，裂纹垂直于叶片长度方向，如图1所示。
对开裂叶片进行宏观观察，发现叶片进气侧表面存在大量腐蚀坑。
选取开裂严重的一只叶片，将开裂部位打开进行断口宏观形貌检查。
叶片断口表面齐平，未见明显的塑性变形，也未见明显的机械损伤等缺陷。
断裂面是典型的疲劳断口，断口上初始断裂区、裂纹扩展区等特征区域清晰可辨，开裂起源于叶片出气侧边缘圆弧处，并向进气侧扩展，开裂方向与叶片长度方向垂直。
起裂区所占面积较小，断口的大部分为扩展区，有典型的“海滩状”疲劳条带形貌，如图2所示。
图1 低压转子次末级叶片开裂渗透检测照片图2 开裂叶片表面及断口宏观形貌图3 叶片断口SEM形貌（2）断口SEM检测利用扫描电子显微镜（SEM）对断口进行观察，可以看出，断口初始断裂区呈现典型的“冰糖状”晶间开裂形貌，晶粒较为细小，伴生有较多的晶间裂纹；在近起裂区的断口边缘存在腐蚀坑，深度约为0.2mm，腐蚀坑内部可观察到明显“泥坑状”形貌，具有典型的应力腐蚀特征。
汽轮机低压缸进汽连通管处漏汽原因排查及处理
汽轮机低压缸进汽连通管处漏汽原因排查及处理摘要：本文针对某电厂1#机组2号低压缸进汽连通管处突发漏汽问题，分析并排查漏汽的所有可能原因，最终找到了连通管漏汽的根本原因，并完成了消缺处理。
关键词：汽轮机；低压缸；漏汽0引言汽轮机是以蒸汽为工作介质，将蒸汽的热能转化为机械功的旋转设备。
基本工作原理为将蒸汽发生器产生的高温蒸汽通过管道输送进汽轮机的高压缸内，推动转子旋转做功，从高压缸出来的蒸汽通过汽水分离再热器加热后经连通管进入低压缸，继续推动汽轮机转子旋转做功。
某电厂1#机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的HN650-6.41型汽轮机，该汽轮机低压缸的外缸部分全部由钢板焊接而成，为其内部的各部套提供支撑并把负荷转移至基础上。
连通管的作用是将高压排汽导入汽水分离再热器，经去湿再热后再导入低压缸入口。
连通管与低压缸之间通过法兰连接成整体，两半法兰之间通过密封垫片和密封胶来确保蒸汽传输的密封性。
同时为了提高热效率，在连通管外均包裹着一层保温棉。
图1.低压进汽导气管1故障现象某电厂在运行一段时间后，巡检人员发现1#机组2号低压缸的连通管处漏汽，漏出的高温蒸汽在夜间环境温度下降时可以明显观察到白色雾化蒸汽，通过远程监控仪表数据可观察到在发生蒸汽泄漏后管道内部的压力降低了约15KPa。
2原因分析从漏汽部位分析漏汽来源只有仪表引压管泄漏、连通管与低压内缸结合面泄漏两个可能。
在搭设脚手架及拆除保温后，核实具体漏汽点为连通管与低压内缸法兰结合面。
具体泄漏原因有可能是（1）机组长期运行振动导致连通管与低压内缸结合面的紧固螺栓出现部分松动，法兰预紧力不足泄漏；（2）连通管或低压内缸的金属法兰结合面出现较严重的吹蚀，蒸汽沿着损伤的密封面漏出。
图2.连通管与低压缸连接结构图3制定措施由于漏汽部位无法进行有效隔离，且漏汽量较小，漏汽引起的压降较小，综合考虑机组运行的经济性和安全性后，制定了两个方案，一是在维持机组正常运行的情况下，维修人员对以漏汽的法兰螺栓为中心的周边7颗螺栓进行在线复紧，紧固顺序为从漏汽螺栓向两边紧固，紧固力矩为1800N.m。
航空发动机涡轮叶片失效分析与评估
航空发动机涡轮叶片失效分析与评估航空发动机的涡轮叶片是关键的组成部分，其质量和可靠性直接影响飞机的性能和安全。
因此，对涡轮叶片失效进行分析与评估至关重要。
本文将从失效原因、失效分析方法以及评估措施等方面进行探讨。
一、失效原因涡轮叶片失效可以由多种原因引起，下面列举了一些常见的失效原因：1. 疲劳断裂：由于长期受到循环载荷的作用，涡轮叶片会发生疲劳断裂，导致叶片失效。
2. 热腐蚀：高温环境下，涡轮叶片会受到氧化和腐蚀的影响，逐渐失去材料的强度和形状稳定性。
3. 过热变形：在高温运行条件下，涡轮叶片可能会由于过渡区域温度过高，导致叶片变形或扭曲失效。
4. 引气失效：由于引气部件的故障或设计不当，空气流动异常，造成叶片受到不正常的载荷，导致失效。
5. 疲劳腐蚀裂纹：在高温、高腐蚀环境下，涡轮叶片可能同时受到疲劳和腐蚀的作用，导致裂纹的生成和扩展。
二、失效分析方法为了准确分析涡轮叶片失效的原因，通常采用以下方法进行研究：1. 金相分析：通过金相分析，可以观察到叶片内部的组织结构、晶界和缺陷，判断是否存在材料缺陷或应力集中等问题。
2. 热分析：利用热分析技术，如差热分析（DSC）和热重分析（TGA），可以研究涡轮叶片在高温环境下的热稳定性和热腐蚀性能。
3. 腐蚀分析：通过化学腐蚀试验和电化学测试，可以评估涡轮叶片在腐蚀环境下的耐蚀性和腐蚀速率。
4. 超声波检测：利用超声波检测技术，可以对叶片内部存在的裂纹、夹杂物和松动部分进行无损检测，确定可能存在的缺陷。
5. 仿真模拟：采用有限元分析和流体动力学模拟等数值模拟方法，对涡轮叶片在实际工作条件下的应力、温度分布进行模拟分析，预测叶片的寿命和失效形式。
三、评估措施针对涡轮叶片失效的原因和分析结果，可以采取以下评估措施：1. 材料选择与优化：针对不同工作条件和失效类型，选择合适的高温合金材料，并通过优化材料结构和热处理工艺等方式，提高叶片的抗疲劳和抗腐蚀能力。
2. 检测与监测：建立完善的涡轮叶片检测和监测系统，及时发现叶片的缺陷和异常情况，进行预防性维修和更换。
汽轮机叶片腐蚀水蚀原因分析及防范措施
6 建议 （1）重新复核管路应力，确保风筒法兰处无应力连接，
更改后的气管路满足标准要求。 （2）重新复核管路弹簧支架，选用满足使用要求的弹
簧支架，确认合理的安装位置。 （3）由于机组频发喘振属于非正常现象，振动值迅速
增加，二段出风筒在疲劳工作状态下易发生开裂，建议调整 工艺流程，确保进入压缩机的气源接近设计条件。
（4）风筒上弯头建议更换为整体锻件的结构，避免与“天 圆地方”“立筋”组合后存在十字焊缝，有造成应力集中的 隐患。
（5）为了保证焊缝的焊接质量，防止出风筒焊后产生 偏差，无法确保与配对风筒的密封连接，确保风筒焊接后的 残余应力能得到充分释放及风筒进行水压及气密试验保证长 期使用，建议下机壳返回原厂修复处理。
（5）该结构型式的焊接机壳，厂家已有超过 1000 套的 业绩，均未发生类似问题。
综上所述，该筋板处的焊接应力集中问题不是造成本次 弯头开裂的主要原因。 5 总结
从目前分析发生该问题主因：机组低压缸二段出风筒， 可能由于安装原因，在风筒法兰处存在应力，配对法兰后续 管路弹簧支架存在载荷过大及载荷支柱偏心，此状态下，对 压缩机“风筒”而言，存在一个反方向非垂直向下的外力“拉 拽”。另机组频发喘振问题，加大风筒处振动，二段出风筒 在此工作状况下，弯头处发生开裂。
Research and Exploration 研究与探索·监测与诊断
汽轮机叶片腐蚀水蚀原因分析及防范措施
徐世斌，黄伟 （中国电建集团湖北工程有限公司，湖北 武汉 430040）
摘要：叶片是汽轮机的关键零部件，在高温、高压、高转速的条件下，承受巨大的离心力、蒸汽力和蒸汽激振力的作用。 蒸汽品质不佳对叶片的腐蚀作用和湿蒸汽区的水蚀作用，会导致叶片通流面积减小和叶片表面的损伤，对机组的热经济性 及安全可靠性的影响不容忽视。若未及时发现叶片腐蚀和水蚀损伤并采取针对性的处理措施，引起损伤加剧甚至叶片断裂， 导致机组强烈的不平衡振动或整台汽轮发电机组损坏。因此，研究汽轮机叶片的腐蚀和水蚀现象产生的原因和防范措施， 对保证汽轮发电机组的安全经济运行、预防事故具有重大意义。本文针对某海外火电项目 110MW 汽轮机叶片腐蚀及水蚀现 象 , 分析其产生的原因、机理，并提出相应的防范措施。
探究导致低压缸末级叶片损坏原因
探究导致低压缸末级叶片损坏原因摘要：本文对127MW汽轮机低压缸末级叶片断裂原因进行了全面的分析，对末级叶片断裂主要原因进行详细探究。
由于汽轮机频繁启停增加了机组低频疲劳，尤其影响低压缸末级叶片，低负荷工况下，蒸汽流动条件的改变，可能背压造成末级叶片冲击。
关键词：末级叶片；背压；断裂1、概述某电厂机组在做完甩负荷试验时，机组转速3300rpm时，机械超速保护动作后，转速下降到2800rpm，按照规定不应低于2950rpm，停机后立即安排检查，发现低压缸末级叶片多处扭曲损坏，部分末级叶片存在不同程度的变形，小部分脱落。
在低压缸末级叶片多处有断裂、开裂现象。
汽机末级动静叶片损坏，尤其末级动叶片受损严重，变形特征相同。
2、汽轮机低压缸叶片型式及存在的隐患汽轮机采用的是三压再热式双缸、双缸向下排汽、凝汽式汽轮机，由锅炉产生的高压、再热及低压蒸汽，通过置于机组左侧的一组截止阀和控制阀，依次进入高中低压缸在联通管中，低压主蒸汽与中压汽机排汽混合，然后流经低压缸，并最后排入凝汽器。
蒸汽是在汽机叶片间的空间流动做功，流入汽轮机的蒸汽的质量与流出是一样的，但汽机入口处蒸汽温度压力都比较高，体积较小，蒸汽在汽轮机内部做工后出口处功伴随着压力和温度的降低，而汽体体积膨胀，需要更大的通流面积才能排出相同质量的蒸汽，所以汽机末级叶片是最长的。
由于机组为单轴机组，发电机、燃气轮机、蒸汽轮机布置在一根轴上，当燃机开始启动到并网以及直到汽轮机进汽前，锅炉在启动阶段尚且不能产生满足汽机进汽条件的蒸汽，而汽机高速旋转的同时使叶片温度上升，没有足够蒸汽或者说蒸汽量不够的时候，热量无法快速被带走，就会造成叶片超温，而低压缸叶片最长，其温度上升最为明显，因此在机组启动期间，应设置有相应的冷却蒸汽进入低压缸，带走因鼓风摩擦产生的热量，对其进行冷却。
汽轮机在运行时外来杂物会造成叶片损坏。
汽机在高速旋转过程中,若有异物进入叶片动静间隙，会对叶片造成严重损坏。
汽轮机叶片故障及分析
汽轮机叶片故障及分析本文主要从汽轮机叶片的概述入手，针对其出现的故障，提出解决方法，为汽轮机的正常运行提供保障。
标签：汽轮机叶片；故障；措施一、工程概况本项目是某电厂的汽轮机的运行情况，2013年7月份进行了一次大修，在该汽轮机大修前基本是正常运行，之后对于汽轮机叶片出现的故障以及解决措施进行了分析研究。
二、汽轮机叶片安全的重要性分析叶片是汽轮机的重要组成部分，同时也是发生事故最多的地方，所以，它的安全性与整个电站的安全与满发是息息相关的。
众所周知，电力是国民经济的重要命脉所在。
所以，加强汽轮机叶片的安全性非常有必要，尤其是需要与不断高涨的电力需求相符合，与国民经济的发展相适应，起着重要的作用。
随着叶片高度与蒸汽参数的进一步改善和提高，叶片的工作条件也更加艰难，处在进汽端的调节级叶片，要能够承受最高600℃的高温以及在喷嘴弧段的巨大冲击力，在排汽端，就需要承受巨大的离心力以及接近两倍音速的湿蒸汽流的冲刷【1】。
正由于叶片工作条件的艰辛性，才奠定了叶片在汽轮机中的重要性。
三、汽轮机叶片故障的表现汽轮机叶片故障的表现主要包括：一是汽轮机内部或凝汽器内有突然的响声。
二是当断落的叶片落入凝汽器时，就会损坏凝汽器钢管，从而造成凝汽器内循环水漏入凝结水中，致使凝结水硬度与导电度骤然增加，而且会增高凝结水水位，增大凝结水泵电动机电流。
三是一般情况下，机组振动的变化比较明显，甚至还会出现瞬间的强烈抖动，主要在于叶片断裂脱落造成转子无法保持平衡或是造成摩擦撞击。
然而也会出现叶片在转子中间级断落，不会造成严重的摩擦，在正常的工作转速下，机组的振动增加不明显，只是在启动、停机过程中的临界转速附近，机组振动会明显增大。
四是叶片损坏比较严重时，就会改变蒸汽通流的面积，最终改变了同一个负荷的蒸气流量、监视段压力以及调速汽阀开度等。
五是若是断落叶片出现在抽汽级的地方，叶片进入抽汽管道的可能性增加，从而致使抽汽逆止阀卡涩或直接进入加热器，造成加热器的管子由于撞击而出现断裂，致使加热器疏水水位升高。
发动机压气转子叶片断裂失效分析
发动机压气转子叶片断裂失效分析摘要：航空发动机在长期使用后压气机Ⅲ级转子叶片断裂失效。
对叶片表面及断口的宏微观形貌进行了观察和能谱分析，并对叶片的组织和硬度进行了检测。
研究结果表明，发动机压气机Ⅲ级转子叶片是在存在严重腐蚀损伤情况下发生的振动高周疲劳断裂，空气中的S，Cl元素导致叶片进气边产生严重的腐蚀损伤，对疲劳裂纹的萌生起着重要的作用。
基于此，下面，本文将对发动机压气转子叶片断裂失效进行分析。
关键词：发动机；压气转子叶片；叶片断裂；失效分析引言：航空涡轮喷气发动机是以空气为工作介质的航空器动力装置，其基本工作原理是：外界的空气通过航空器进气道引人压气机，再由压气机增压后进人燃烧室；燃烧室对空气加热，产生高温、高压的燃气；燃气在涡轮中膨胀做功，使涡轮部件转动并带动压气机旋转继续压人空气，同时从涡轮中流出的高温高压燃气在尾喷管中继续膨胀，沿发动机轴向高速从喷口向外喷出，使发动机获得反向推力。
压气机是航空涡轮喷气发动机的关键部件之一，其主要作用是提高作为发动机工作介质的空气的压力。
压气机主要由机匣、转子叶片和静止叶片三大部分组成。
转子叶片是航空发动机结构件中的关键零部件之一，由于其为高速旋转的动部件，数量多、形体单薄、载荷状况严酷、工作环境复杂，使其一直成为发动机使用和实验中故障率最高的零部件之一；而且，转子叶片的损坏还对整机性能影响很大，有的甚至可以导致严重的事故。
航空发动机压气机叶片常常因共振而导致断裂失效，因此，下面，本文将会分析发动机压气转子叶片断裂失效问题。
一、发动机压气转子叶片的失效影响因素低压压气机3级轴流式（CFM56－5C为4级）。
3级转子为整体钛合金锻件制成。
高压压气机9级轴流式。
进口导流叶片和前3级静子叶片可调，静子机匣为对开式，6～9级机匣为双层结构，外层机匣上设有5级空气引出口，内层机匣为低膨胀合金制成并在5级引出空气包围中，起到了控制压气机后面级间隙的作用。
转子鼓筒1～2级为钛合金锻件惯性摩擦焊成，3级盘为钛合金锻件制成，4～9级为Rene95惯性摩擦焊成。
浅谈核电厂汽轮机低压转子叶片的缺陷检测技术
浅谈核电厂汽轮机低压转子叶片的缺陷检测技术发布时间：2022-01-20T10:09:55.681Z 来源：《中国科技人才》2021年第30期作者：余泽潭[导读] 核电厂的高效化运行，是维持社会正常运转的关键，因此只有消除各类设备的故障隐患，才能创造良好的经济效益及社会效益。
福建福清核电有限公司 350318摘要：核电厂的高效化运行，是维持社会正常运转的关键，因此只有消除各类设备的故障隐患，才能创造良好的经济效益及社会效益。
汽轮机低压转子是核电厂中的主要设备，在长期运行中会导致叶片部分出现缺陷，不仅会影响正常生产作业，严重时也会引发安全事故。
为此，应该做好叶片缺陷的全面检测，了解叶片的运行状态及变化趋势，以便在后续运维工作中实施针对性防控措施。
本文将对核电厂汽轮机低压转子叶片缺陷类型、特点和影响因素等加以分析，探索核电厂汽轮机低压转子叶片的缺陷检测技术，为实践工作提供参考。
关键词：核电厂；汽轮机低压转子；叶片缺陷；检测技术在我国现代化建设进程中，对于核电厂的依赖程度较高，也是决定社会经济发展命脉的关键环节，因此需要加强设备管控，以改善核电厂的整体运行环境。
汽轮机低压转子叶片会受到诸多外界因素的干扰，尤其是其运行环境十分复杂，包括了高温环境和腐蚀环境等，而且旋转离心力较大，因此会引发诸多缺陷故障问题，如果长期处于带病运行状态，则会对设备及人员安全形成威胁。
在科学技术水平不断提高的趋势下，应该引入更加先进的缺陷检测技术，采取事前控制、事中控制和事后控制相结合的方式，全面消除叶片的缺陷问题，避免酿成严重事故。
一、核电厂汽轮机低压转子叶片缺陷核电厂汽轮机低压转子叶片缺陷主要分为两大类，在设计生产中的缺陷和运行期间的缺陷。
对于设计工作的控制效果不佳，未能了解核电厂汽轮机低压转子的运行特点，导致结构设计不合理，在运行中则会提高缺陷出现的概率。
尤其是设计工作具有专业性特点，如果设计人员不了解材料学、流体力学等方面的专业理论，则会影响整体设计水平。
汽轮机叶片损坏事故及预防
汽轮机叶片损坏事故及预防中间再热式汽轮机，参数高、容量大、汽缸数目多，又有内外缸之分，因此汽缸和转子的膨胀关系比较简单。
汽轮机通流部分的磨损，一般发生在机组启、停和工况变化时，产生磨损的主要缘由是：汽缸与转子不匀称加热和冷却；启动与运行方式不合理；保温质量不良及法兰螺栓加热装置使用不当等。
动静部分在轴向和径向磨损的缘由，往往很难肯定分开，但仍旧有所区分。
在轴向方面，沿通流方向各级的汽缸与转子的温差并非全都，因而热膨胀也不同。
在启动、停机和变工况运行时，转子与汽缸膨胀差超过极限数值，使轴向间隙消逝，便造成动静部分磨损，在消逝的时候，便产生汽封与转子摩擦，同时又不行避开地使转子弯曲，从而产生恶性循环。
另外，机组振动大和汽封套变形都会引起径向摩擦。
通流部分磨损事故的征象和处理如下：转子与汽缸的相对胀差表指示超过极值或上下缸温差超过允许值，机组发生特别振动，这时即可确认为动静部分发生碰磨，应马上破真空紧急停机。
停机后，假如胀差及汽缸各部温差达到正常值，方可重新启动。
启动时要留意监视胀差和温度的变化，留意听音和监视机组的振动。
假如停机过程转子惰走时间明显缩短，甚至盘车启动不起来，或得盘车装置运行时有明显的金属摩擦声，说明动静部分磨损严峻，要揭缸检修。
1常见叶片事故发生时的征象、缘由及预防措施叶片断落的征象汽轮机在运行中发生叶片断落一般有下列现象：汽轮机内部或凝汽器内有突然的响声，此时在汽轮机平台底层常可清晰地听到。
机组发生剧烈振动或振动明显增大，这是由于叶片断落而引起转子平衡破或转与落叶片发生碰撞摩擦所致。
但有时叶片的断落发生在转子的中间级，发生动静部分摩擦时，机组就不肯定会发生剧烈振动或振动明显增大，这在容量较大机组的高、中压转子上有时会遇到。
当叶片损坏较多而且较严峻时，由于通流部分尺寸转变，蒸汽流量、调速汽阀开度监视级压力等与功率的关系部将发生变化。
若叶片落入凝汽器，则会交凝汽器的铜管打坏，使循环水漏入凝聚水中，从而表现为凝聚水硬度和导电度突增。
汽轮机叶片断裂案例分析-091229
大型汽轮机叶片事故原因分析在火电厂、核电厂机组运行过程中，汽轮机叶片工作在高温、高压、高转速或湿蒸汽区等恶劣环境中，经受着离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区高速水滴冲蚀的共同作用，再加上难以避免的设计、制造、安装质量及运行工况、检修工艺不佳等因素的影响，常会出现损坏，轻则引起汽轮发电机组振动，重则造成飞车事故。
因此，汽轮机叶片的安全可靠直接关系到汽轮机和整个电厂的安全、满发。
汽轮机叶片事故长期困扰电厂机组的安全经济运行。
从国内统计数据看，叶片损坏事故占汽轮机事故的30%。
叶片损坏的位置，从围带到叶根都有。
据日本历年的统计资料，各部位出现损坏的百分率见表1。
此外，汽轮机各级叶片的损坏机会是不均匀的，据美国对50台大型机组的统计，叶片事故几乎全发生在低压缸内，其中末级占20%，次末级占58%，而且集中区是高压第一级，即调节级。
据日本的统计，也有20%的事故发生于此。
因此，在汽轮机设计和运行时，均应注意这些部位。
叶片损坏的原因是多方面的，可以从不同角度加以分析。
例如，从发生的机理区分，60%～80%的损坏原因是振动；从责任范围区分，可归纳为设计、制造、安装、运行和老化等。
在实际工作中，如果能及时找出主要原因，掌握叶片事故前后的征兆，采取相应措施，就能避免事故的发生，提高机组的使用寿命和安全可靠性。
1、近年来大型机组叶片损坏概况从近年来发生的17例叶片故障统计中，笔者分析了上海汽轮机有限公司、哈尔滨汽轮机有限责任公司、东方汽轮机厂、北京重型电机厂(表中简称上汽、哈汽、东汽、北重)生产的以及美国、日本、前苏联和欧洲一些国家引进的200 MW以上超高压、亚临界及超临界压力大功率汽轮机叶片故障。
这些故障造成叶片损坏的形式分为损坏(丧失基本功能，危及安全)和损伤(降低经济性，能安全使用)。
叶片损坏形式：折断、裂纹、扭弯、二次损坏及其它；叶片损伤形式：蜂窝状、开焊、麻点、锈蚀、擦伤。
2、叶片故障原因分析2.1 叶片故障的特点(1) 叶片故障发生在低压缸的有13例，占统计总数的82.35%，而末级叶片损坏又为多发部位，有9例，占统计总数的52.94%，调速级有2例，占统计总数11.76%，中间级所占比例很小。
汽轮机末级叶片
中国长江动力公司（集团）武汉汽轮发电机厂企业标准Q/CCFJ3311～3314-2002 汽轮机末级叶片2002-05-10发布2002-06-30实施武汉汽轮发电机厂发布目次1 汽轮机末级叶片司太立合金钎焊技术条件 (2)2 汽轮机末级叶片司太立合金钨级氩弧焊堆焊技术条件 (8)3 汽轮机末级叶片司太立合金手工钨级氩弧焊技术条件 (12)4 汽轮机末级叶片进汽边局部淬硬技术条件 (16)前言本系列标准主要依据原行业标准《汽轮机末级叶片》中的《司太立合金钎焊技术条件》、《司太立合金钨极氩弧焊堆焊技术条件》、《进汽边局部淬硬技术条件》等转化修订而成。
在转化时，基本上保留了原行业标准的技术内容，仅对标准格式及部分条款进行了调整。
并增加了《手工钨极氩弧焊技术条件》部分内容，以满足产品的需要。
本标准内容中提到的相应部门一般指有关的职能部门，如焊接方面为焊接科、教育中心，热处理方面为锻冶处、教育中心等。
本标准由情报信息中心提出并归口；本标准自实施之日起代替JB/Z362.1~362.3-89。
汽轮机末级叶片司太立合金钎焊技术条件1范围本标准规定了汽轮机末级动叶片进汽边司太立合金的高频感应钎焊和氧乙炔火焰钎焊的基本要求及焊接质量要求。
本标准适用于汽轮机末级叶片司太立合金的高频感应钎焊和氧乙炔钎焊。
2规范性引用文件GB/T3323 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级3原材料3.1叶片材料应符合图样规定，其化学成分和力学性能应按相应的技术条件验收。
3.2司太立合金片材料的化学成分和硬度值参照表1的规定。
凡属外购的合金应有产品质量证明书，并应按批验收。
表 14焊接材料4.1钎焊材料（钎料和钎剂）应有产品质量证明书，并应按相应的技术条件验收。
4.2钎料熔点应低于叶片材料调质回火温度，并有良好的润湿性和钎焊性能，能满足使用要求的强度和耐蚀性。
4.3钎料熔点高于叶片材料调质回火温度，应经焊接工艺评定，确认不影响叶片力学性能、组织和焊接质量方可使用。
燃气轮机叶片失效的疲劳断裂机理研究
燃气轮机叶片失效的疲劳断裂机理研究燃气轮机是现代工业中常用的一种设备，用于驱动发电机产生电力。
而作为燃气轮机的核心部件之一，叶片的失效问题一直是研究的热点之一。
本文将探讨燃气轮机叶片失效的疲劳断裂机理。
燃气轮机叶片一般由高温合金材料制造，具有良好的耐高温性能。
然而，由于在运行过程中承受高温、高速和高压力的复杂工况下，叶片会经历长时间的循环加载和应力积累，导致其疲劳断裂。
疲劳断裂是材料在交变或循环加载下，经历一段时间后发生的断裂现象。
燃气轮机叶片的疲劳断裂主要与以下几个因素有关：应力集中、温度梯度、循环应力及材料本身的缺陷。
首先，应力集中是引发叶片疲劳断裂的一个重要因素。
由于叶片形状的复杂性，其工作过程中会存在应力集中的部位，使得该部位承受更大的应力。
随着循环加载的进行，这些应力集中区域会逐渐积累损伤，导致裂纹的产生和扩展，最终导致叶片的断裂。
其次，温度梯度也会对叶片的疲劳断裂产生重要影响。
在燃气轮机工作过程中，叶片会承受高温燃气的冲击，而冷却系统的不完善可能导致叶片表面和内部温度存在剧烈的梯度变化。
这种温度梯度将在叶片内部形成热应力，并与机械应力共同作用，加剧叶片的损伤和断裂。
再次，循环应力也是疲劳断裂的一个重要因素。
叶片在燃气轮机运行过程中会经历循环加载，即机械应力的交变作用。
这种循环加载将使得叶片内部的位错结构不断变化，继而产生较大的塑性变形，最终导致断裂。
最后，叶片材料本身的缺陷也是造成疲劳断裂的重要原因之一。
材料中的内部缺陷，如夹杂物、空洞等，会在应力加载下成为损伤敏感的部位，从而加速断裂的发生。
此外，材料的冶金组织、组织稳定性等因素也会影响到叶片的疲劳寿命。
为了降低燃气轮机叶片的疲劳断裂风险，研究人员采取了一系列措施。
首先，通过改变叶片的设计结构和工艺，减少应力集中的发生。
其次，在叶片表面采用涂层技术，降低温度梯度对叶片的影响。
同时，对叶片材料进行优化，并通过控制工艺参数等方式提高其抗疲劳性能。
燃气轮机涡轮叶片损伤检测与诊断
燃气轮机涡轮叶片损伤检测与诊断燃气轮机作为一种高效可靠的能源转换设备，广泛应用于工业和能源领域。
然而，随着燃气轮机的使用时间延长，其涡轮叶片损伤问题逐渐凸显。
涡轮叶片是燃气轮机中最重要的零部件之一，其损伤会导致燃气轮机性能下降、故障率提高甚至引发安全事故。
因此，及时准确地进行涡轮叶片损伤检测与诊断对于保障燃气轮机的正常运行至关重要。
涡轮叶片损伤的形式主要有疲劳、腐蚀、磨损和过热等。
其中疲劳是最为常见的损伤形式，其特点是在周期性负载作用下，叶片的断裂裂纹逐渐扩展，最终导致叶片失效。
而腐蚀、磨损、过热等损伤形式则是由于介质腐蚀、颗粒磨损、高温高压气流等因素引起的。
涡轮叶片损伤检测与诊断技术是如何实现的呢？目前涡轮叶片损伤检测与诊断主要采用的方法有视觉检测、无损检测和有损检测。
视觉检测是最为简单的一种方法，通过人工观察叶片表面，判断叶片表面是否存在裂纹、腐蚀、磨损等。
视觉检测虽然简单易行，但是检测效果不太理想，容易出现漏检和误判等情况。
无损检测是运用各种理论和方法，利用非接触式检测技术，测定叶片内部结构的方法。
无损检测方法分为磁粉检测、超声波检测、X射线检测和激光检测等多种方法。
其中，超声波检测是最为常用的检测方法，其具有检测速度快、准确性高、适用性广等优点。
有损检测一般是通过对涡轮叶片进行拆卸和研究来检测叶片损伤情况，对叶片造成一定的损伤，因此只适用于对少量涡轮叶片进行检测。
除了以上三种主流的涡轮叶片损伤检测与诊断方法外，还有一些新兴的技术，如红外热成像技术、电磁检测技术和光学测量技术等。
这些技术具有高精度、高效率、高自动化程度等优势，适用于不同类型的涡轮叶片损伤检测与诊断任务。
涡轮叶片损伤检测与诊断不仅仅是一项技术活动，它还涉及到工程、经济、环境等多方面的因素。
因此，在选择涡轮叶片损伤检测与诊断技术时，需要根据实际情况进行综合分析，找到最为适合的方案。
总之，涡轮叶片损伤检测与诊断是燃气轮机维护管理的重要一环，需要制定科学的检测与维护方案，保障燃气轮机的正常运行和生产效率的稳定提升。
汽轮机末级叶片汽蚀原因
汽轮机末级叶片汽蚀原因
汽轮机末级叶片的汽蚀（Cavitation）是由于水汽混合流在叶片表面产生的气泡破裂而引起的现象。
汽蚀可能会导致叶片表面的磨损和损坏，降低汽轮机的性能和可靠性。
以下是一些可能导致汽轮机末级叶片汽蚀的原因：
1.进口压力过低：当汽轮机进口压力过低时，会导致叶片附近的压力降低，从而使水汽混合流在叶片表面形成气泡，发生汽蚀。
2.过热蒸汽：过热蒸汽在汽轮机叶片表面冷却时，可能导致水汽混合流温度快速升高，使得局部水汽变为蒸汽，产生汽蚀。
3.过度流量：当过度的水汽混合流通过汽轮机末级叶片时，可能会在叶片表面产生较大的湍流，造成压力下降，导致汽蚀。
4.叶片表面粗糙度：叶片表面的粗糙度会影响水汽混合流在叶片表面的流动状态，增加汽蚀的发生几率。
5.振动和冲击：汽轮机运行时的振动和冲击也可能促使水汽混合流在叶片表面产生气泡，引发汽蚀。
6.设计不当：汽轮机末级叶片的设计不当，如叶片几何形状不合理、叶片入口角度过大等，可能会导致汽蚀的发生。
7.水质问题：水汽混合流中的水质问题，如悬浮颗粒物、气泡和化学物质含量过高等，也可能促使汽蚀的发生。
为了减少汽轮机末级叶片的汽蚀，通常需要采取一些措施，如优化设计、改善水质、控制流量和压力、加强叶片表面的防护涂层等。
同时，定期检查和维护汽轮机，及时发现并处理可能引起汽蚀的问题，也是预防汽蚀的有效方法。
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3.2．化学分析
表格1中是由标准化学分析技术得出的材料的一种典型的化学分析。叶片和拉筋同是一种含0.2％碳和12-14％的铬钢（AIS1400不锈钢系列）。其他合金元素在1％以内。钎焊电线含有银、铜、锌、镉，含量分别为65，15，10，10（wt％）。
这篇论文的目标是分析失效的产生原因，即其是否由：（a）叶片材料缺陷，拉筋或钎焊接头缺陷；（b）不适当的焊接操作；（c）偏离规定的频率标准和/或水化学性质等因素的不恰当操作。
2
从装置中收集一部分含有裂缝的叶片，从工厂获得了未使用的钎焊材料和内外部的拉筋。用显微镜观察的样本材料是从叶片和拉筋上切下来的，再用标准的金相技术抛光，用硝酸酒精溶液浸蚀。用日本电子光学显微镜和JSM840A扫描电子显微镜（SEM）观察显微结构来确定材料的性质。用连接到扫描电子显微镜的X-射线（能谱）进行能量色散分析，来确定叶片、拉筋、钎焊接头的组成。在断口用扫描电镜分析断裂特征。安装好部分叶片和拉筋，用维氏压痕试验机加载10公斤负载并测试其硬度。用应变速率为10-3/秒的拉伸强度试验机做拉伸测试。用工作频率为50Hz的AMSLERVibrofore机器对单边缘缺口（沿叶片的宽度方向）试件（36×9.5×2.5毫米）进行3点弯曲变形再做高循环疲劳测试，从而模拟叶片上蒸汽压力产生的应力条件的影响。
4.2叶片应力模式
稳定状态下作用于叶片上的应力为：（ⅰ）离心应力（ⅱ）弯曲应力。从文献中可以查得，典型的210MW机组，由蒸汽压力产生的弯曲应力为：叶片中央部分在8MPa以内，内、外拉筋孔附近在4MPa以内。由离心载荷产生的离心应力（ ）可由以下公式计算：
=
M─质量，r─叶片到旋转轴的半径，v─表面速度，A─横截面面积，Ns─涡轮转速（rps）。
低压汽轮机叶片
摘要——本文介绍了210兆瓦火电厂的低压涡轮叶片失效分析。叶片的材料是12％铬钢，回火马氏体组织。微观结构分析以及硬度和拉伸试验没有显示任何的组织和力学性能方面的退化。在钎焊操作不当而形成的钎焊接头中，可观察到物理不连续性。低压汽轮机叶片在服役期间，由于不正确的钎焊操作和腐蚀的影响，会在叶片和拉筋之间的钎焊接头处产生断裂失效。断口的证据表明，裂缝是从叶片上表面，与拉筋界面上各点开始的。在叶片上观察到辉纹和沙点痕迹，表明其上面有高循环荷载作用。从工厂获得的高频数据表明，在操作过程中由于电网频率波动有可能产生过度的振动。因此，共振条件下的振动，会促进较早产生的裂纹扩展，这使得过度振动进一步恶化。
3.4断口
低倍断口如图3所示。在拉筋-钎焊界面中，可观察到洞、不连续性区域和各种大小孔。图3中标记为'A'的这些不连续性区表明在钎焊操作中叶片表面的润湿不好。标示为'B'的小孔可能由于电偶腐蚀而产生。在微孔和孔洞的附近进行成分的EDX分析，发现在剩余钎焊材料中锌含量降低，而原来的钎焊材料虽然不含铁，却检测到了铁。该合金元素的元素再分配，主要是锌，表明有电偶腐蚀。与银、铜、铁相比，由于锌高电负性，以及钎焊材料处在湿蒸汽中，钎焊材料中的锌阳极溶解是可能的，并且湿蒸汽中存在的氨也可能促进钎焊材料的腐蚀。很明显，腐蚀降低了钎焊接头的强度，钎焊界面弱化，导致脱粘。
关键词：火电厂，涡轮叶片失效，振动，疲劳。
1.
汽轮机叶片是电厂的关键组件，它将从压力梯度流下来的高温和高压流体的直线运动
转换成涡轮轴的旋转运动。蒸汽从锅炉进入涡轮，穿过如高压（HP），中压（IP）和低压（LP）区域等不同阶段。统计表明，与高压和中压区涡轮叶片相比，低压涡轮叶片通常更容易断裂失效。许多种机器的损坏都是由低压涡轮叶片失效而引起的。几乎50％的断裂失效是和疲劳、应力腐蚀开裂及腐蚀疲劳相关的。蒸汽的非对称流产生的弯曲应力的波动引起涡轮叶片振动，结果产生疲劳失效。一旦裂缝开始了，组件就被视为失效，因为裂缝的增长速度很快。即使是疲劳失效也能因腐蚀而积累。蠕变损伤对LP叶片并不重要。据报道，失效是从叶片的许多部位开始的，这些失效26％在护罩，20％在拉筋孔，40％在冀型区域，14％在叶片附件上。因此，在叶片的不同长度上失效的机制也各不相同。
在此，我们已经计算出叶片的叶跟点（r=0.5m）,中间点（r=0.75m）,内拉筋孔（r=0.8m）及外拉筋孔（r=0.95m）附近点的离心应力。叶片的几何形状是锥形，截面积从叶根指向叶尖是递减的。同样M也是从叶根到叶尖递减，然而其它的参数，V和R从叶根到叶尖是递增的。M估计跟部为2.5千克，中间为0.8千克，内拉筋孔是0.5千克，外拉筋孔是0.1千克。这些点处的近似截面积已经计算出分别是880,480，400,160和96mm2。由以上数据所计算的应力，不同的点在140至59MPa间，如图9所示。在内、外拉筋孔的应力，估计分别为100MPa和60MPa。考虑到当钎焊接头断裂时，在这些点的集中应力可用这些点处平均值的三倍计算，分别增长到300MPa和180MPa。这些值可以作为上界估计，并推断孔洞可以扮演强大压力和潜在裂缝起因的角色。
图 4（a）光学显微镜下观测到的裂纹起源（用箭头标记）
（b）图4（a）中“X”处的SEM形貌图 （c）图4（a）中“Y”处的SEM形貌图
图 5 （a）图4（c）中“C”标记处放大图
（b）（a）图放大显示疲劳条纹和棘轮标志。箭头指示裂纹扩展方向。
图 6图4（a）中标记为”Z”处的断口形貌，显示晶间断裂的存在，箭头表示晶间裂纹
3
3.1．目视检查
打开涡轮箱盖，在内拉筋处有三片叶片发生断裂，在外拉筋处有一片叶片发生断裂。图1是叶片和内外拉筋孔但没有拉筋的组装图样。用箭头标明的内外拉筋干处即断裂的位置。和叶片连接的拉筋发生断裂，一些断裂的部分不能在机壳内确定。由于破坏的叶片及拉筋的影响，在许多叶片前缘和后缘处发生扭曲。在拉筋和拉筋孔之间的钎焊接头在许多地方是分离的。在连接到拉筋孔的钎焊材料中可以观察到孔、洞和其他物理不连续区域，在许多地方可看到很明显的钎焊接头脱粘。需要注意的是，在过去的检修周期中，通过无损检测技术如渗透试验发现，许多钎焊接头失效和存在缺陷。破碎和损坏的钎焊接头被拆除并进行焊接修复。叶片的颜色是黑色，表明不同厚度的四氧化三铁（磁铁矿）。
图8 （a）试样1高周疲劳断口 （b）试样2高周疲劳断口（可观察到疲劳辉纹）
4ห้องสมุดไป่ตู้
4.1。钎焊材料的腐蚀机理
当银、铜、锌、镉钎料材料使用时，铁素体钢对界面腐蚀十分敏感。这种腐蚀的有利条件是：（一）焊接点成分必须是不锈钢，（二）钎焊合金必须容易受到腐蚀，（三）焊接点必须暴露在潮湿条件下。从低压区环境可知，拉筋、叶片、钎焊接头处明显满足这三个条件。钎焊材料中存在许多与去合金化相似的坑和微孔，这被扫描电镜-能谱观测所证实，并发现靠近拉筋孔的钎焊中锌有大量耗损，在靠近叶片钎焊界面的钎焊材料中检测到铬表明叶片中有铬损耗。尽管已知钢的部分区域钎焊去合金化的原腐蚀性，但造成这种界面腐蚀的具体机理仍然很难确定。在一些晶界裂缝处也有铬的损失，如图6所示。没有任何证据表明，应力腐蚀开裂是叶片失效的原因。观察到的界面类型腐蚀导致钎焊接头（图7）和拉筋脱落，导致微动疲劳裂纹萌生。
图7钎焊界面脱粘 P:叶片；Q：钎焊腐蚀部分
3.5．机械性能
各个区域的叶片和拉筋的硬度值分别为265±10VPN（Rc26）和225±10VPN（Rc20）。这些值在规定的范围内。从拉筋上拆下的钎焊接头的显微硬度测量值为150VPN，而钎焊丝的硬度值是200VPN。硬度降低表示操作时钎焊接头退化。从拉伸试验得到的应力/应变图表明，该钢具有良好的屈服强度（620兆帕），拉伸强度（800 MPa）和断后伸长率（21％），在规定范围内。拉伸试样断口压痕的存在证明材料是非脆性的。
3.6．高循环疲劳试验
试验试样尺寸为36×9.5×2.5mm，缺口几何形状如下：深2mm，半径为0.25mm的V型缺口。一个试样加载0.7千牛静载荷和0.5千牛动载荷，而另一个试样加载0.5千牛静载荷和0.3千牛动载荷。最大的载荷（1.2千牛）等于该几何形状试样的屈服应力的一半。静载荷为0.7和动态负载为0.5千牛的试样在循环104次后检测到迅速失效，通过扫描电镜检查的断裂面并没有表现出任何辉纹或沙点标志（图8（a）），在断裂面存在大量的二次裂纹，表明裂纹扩展处有大量的加工硬化，这与文献记载的疲劳破坏相一致。第二个试样直加载13×105次，仍观察不到明显的裂缝。随即中断试验，荷载增加至0.6千牛静载荷和0.5千动载荷牛，试样循环加载2×105次后观察到裂缝并且立刻失效。在远离缺口根大约是二毫米的断裂表面观察到疲劳辉纹（图8（b））。第二次测试得出结论：在最初加载时的累积损伤促进裂纹在短期内产生更高应力水平。模拟表示平均应力水平和交变应力幅值不同，可观察到不同类型的疲劳断裂特性。这与文献[5，6]报道的其他疲劳研究一致。
一般，蒸汽轮机的低压涡轮叶片的设计寿命为30年，但是在使用过程中会遇到许多叶片过早失效的情况。一项最近的调查表明，约40%的失效的原因还不能确定。为减少失效的发生，有必要考虑所有的对叶片使用性能有重要作用的因素。因此，有必要了解叶片材料的冶炼过程、叶片的工作应力及工作环境。由于叶片的设计很复杂，所以实际的应力状态也十分复杂。然而，如果在服役期间没有偏离设计的条件，叶片上的应力状态应该不会引起任何关注。作用在叶片上的应力主要来源于叶片离心载荷和振动响应。通过（a）确保叶片的频率在一个狭窄的范围内从而避免共振（b）限制蒸汽弯曲应力，振动应力通常保持在低的水平。在特定阶段叶片总数被分成一些组。穿过内外拉筋孔的拉筋将每一组的叶片系在一起。在拉筋孔处把叶片和拉筋焊接在一起，每组的刚度能得到维持。在材料方面，将夹杂物和表面缺陷最小化，以减少疲劳破坏的趋势。关于环境方面，注意蒸汽干度，使腐蚀疲劳不发生。大量的投资用于设计出最好的涡轮，这种涡轮是由具有正确微观结构和力学性能的洁净钢制成。有些失效主要与不适当的保养和操作条件有关。由上述原因产生的失效的认知对防止失效很有作用，并且很大地提高了能源时代的经济效益。
在这篇论文中，提出了210兆瓦火电厂的低压涡轮叶片失效分析的结果。经过五年的调试，该装置首次被检修。在检修后的近两年中，该装置由于在运行过程中高水平的噪音及低压区的振动，而被迫停用。打开涡轮外壳，四个处在第29阶段的涡轮叶片发生断裂。在此次事故中，发生失效的阶段总共有120个叶片，它们被分成15组，每组8个。每一阶段是根据含叶片轮的位置而定义的，这个位置的计算是由从轴到汽轮发电机的低压区的分布而定的。在现在的该装置中，HP区和IP区分别含有11和12个阶段，然而，在LP区的8个阶段是从24到31阶段，在其中的第25和第29阶段，很容易因操作过程中的蒸汽流动而引起振动。启动的总数是325次（即46次冷启动和279次热启动）。涡轮机的操作频率大部分是50HZ，然而，在某一时期也会高于或低于这一水平。在51—51.99HZ的频率范围内，操作的工期是1850小时，52—52.4Hz的范围内工期是200小时。据指出，由于电网频率调节的一些问题，该装置在45.5Hz的频率下工作13秒，两天后就失效了。