汽轮机叶片断裂分析与解决方案

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汽轮机叶片断裂原因分析及防范措施

汽轮机叶片断裂原因分析及防范措施伍爵技术协作信息技术推广与应用汽轮机叶片断裂原因分析及防范措施武有军李恒坤/蒙华泰热电厂摘要:由于汽轮机叶片工作务件恶劣,受力情况比较复杂,断裂事故较常发生,且后果又比较严重,所以对叶片断裂的原因进行分析, 同时提出相关防范措施就显得尤为重要,文章就此进行分析.关键词:汽轮机;叶片断裂一,引言在汽轮机发生的事故中,由于汽轮机叶片损坏而发生的占主要部分,而这其中汽轮机叶片的断裂,对机组的运行来说是一种危害甚大且较多发生的故障.叶片断裂事故的防止,又因单机容量日益增大,叶片长度增加,叶片的工作应力上升而变得13趋复杂.因此,找出叶片断裂的原因并提出预防措施,这对汽轮机的安全运行是很有必要的.二,汽轮机叶片的组成1.叶型:叶片的主要工作部分,汽流通过由相邻叶片的型线部分构成的通道,完成能量转换.2.叶根:将叶片固定在转子叶轮上的装配部分.3.围带,拉筋等:属于连接件,把几只或整圈叶片连成叶片组,并可调整叶片的自振频率和减少叶片所受的动应力.三,叶片断裂的主要现象分析1.汽轮机内或凝汽器内产生突然的声响.2.机组振动突然增大或抖动,轴向位移显示增大或摆动.3.叶片损坏较多时,同样负荷下蒸汽流量增加,监视段压力上升.4.断裂的叶片可能进入抽汽管道,造成逆止门卡涩等.5.停机惰走或盘车状态能听到金属摩擦声.6.可能引起轴瓦温度和回油温度升高,这是因转子平衡遭到破坏而造成的,同时推力瓦温度上升.7.停机过程经过临界转速区时振动明显增加.四,汽轮机叶片断裂的原因分析众所周知,热电厂汽轮机叶片,特别是动叶片,所处的工况条件及环境极为恶劣.主要表现在应力状态,工作温度,环境介质等方面.汽轮机在工作时,动叶片承受着最大的静应力及交变应力.静应力主要是转子旋转时作用在叶片上的离心力所引起的拉应力,叶片愈长, 转子的直径及转速愈大,其拉应力愈大.所以处于次末级的这两失效叶片,受到了相当大的拉应力.此外,由于蒸汽流的压力作用还产生弯曲应力和扭力,叶片受激振力的作用会产生强迫振动;当强迫振动的频率与叶片自振频率相同时即会引起共振,振幅进一步加大,交变应力急剧增加,会导致叶片发生疲劳断裂.汽轮机的每一级叶片工作温度都不相同,第一级叶片所处的温度最高,大约535~C左右;随后由于蒸汽逐级做功,温度逐级降低,直到末级叶片将降低到IO0~E以下.这两片次末级失效叶片所处的温度是95℃,在这个部位会有游离水分子存在,游离水分子由于过冷凝结成水滴,冲击动叶片进汽侧背弧面,造成水冲蚀.叶片在水蒸汽介质中工作,其中多数是在过热蒸汽中工作,末级叶片是在潮湿蒸汽中工作;过热蒸汽中含有氧,会造成高温氧化腐蚀,生成腐蚀性盐而影响叶片的疲劳强度;湿蒸汽区,可溶性盐垢(如钠盐)吸收水珠成为电解液,造成电化学腐蚀.汽轮机叶片的点蚀是一个电化学的过程.金属与电解质相互作用,阳极发生溶解,铁原子失去电子成为Fe.叶片表面钝化膜的不均匀或破裂,微区化学成分的差异,残余应力较高均为产生点蚀的原因,当介质中含有活性阴离子(c1]时,它们被吸附在金属表面某些点上,形成微电池.膜破坏处成为阳极,而未破坏处为阴极.由于阳极面积比阴极小得多,阳极电流密度大,很快被腐蚀成小孔,溶液中的cl—随着电流向小孔里迁移,使小孔内金属氯化物浓度升高.由于氯化物的水解,小孔内溶液的酸度增加,加上小孑L内氧的供应困难,阻碍孔内金属的再钝化,使孑L内金属处于活化状态,不断受到腐蚀.在交变应力的作用下,在点蚀坑底部会有应力集中而促进裂纹的萌生,形成微裂纹,继而扩展成宏观裂纹,当裂纹扩展到一定的程度时,叶片发生最终的断裂,整个过程是一个腐蚀疲劳断裂过程.此外,由于叶片根部松动,叶根参加振动,使叶根之间或叶片与叶轮机接触面产生往复微量相对摩擦运动而造成机械损坏.同时摩擦表面材料晶体滑移和硬化,使硬化区内产生许多平行的显微裂纹,并不断扩展,从而引起疲劳断裂.五,防范措施探讨1.机组启动前必须对来汽管道充分疏水,启动中蒸汽须保持较高的过热度,当启动或运行中蒸汽温度突然直线下降50%或lOmin内下降50~C时,应立即打闸停机或者发现汽温突然下降,并且来汽管道,主汽门,调节汽门冒白汽时,也应立即果断打闸停机.2.机组启动前应将轴向位移保护投入,运行中不得将轴向位移保护退出,特别是启动中,进行主汽门,调节汽门严密性试验时,轴向位移保护动作后不得以怀疑其误动为理由退出保护强行挂闸.在轴向位置指示达到定值,如保护不动作时,应立即打闸停机.3.并列运行的机组要有串联截止门,保证减温水管路切断可靠,以防止停机状态或启动给水泵后水漏入热态的汽轮机.锅炉打压时,要采取严密的措施阻隔水进入母管.4.采取防止加热器满水返人汽缸的措施,尤其是抽汽逆止门不严密或者加热器铜管易破裂的机组,要经常监控水位变化.5.完善调节各抽汽门等可能有水进入汽缸的温度测点,以便于及时监视汽缸进水或进冷汽并定期试验,确保抽汽逆止门动作可靠,严密不漏.6.改进疏水系统使其管道,联箱,容器的断面或容积适应疏水量的需要,并按压力合理布置进入联箱,容器的位置顺序,确保各级疏水畅通,不发生疏水压力升高返入汽缸.在机组整体布局设计上,一定要注意疏水联箱的底部标高应高于凝汽器热水井最高点的标高,必要时可开大级间疏水孔或取消疏水环,抽汽机组要保证抽汽口间的联络疏水常通.7.确保门杆漏汽管道和汽机溢汽管道上的逆止门动作可靠,截止门严密不漏,防止除氧器满水返入汽缸.8.新机组验收时应检查确定叶片经探伤,测频合格.投产后大修中应对叶片进行损伤检查,发现问题及时解决.9.经常保持系统频率在合格范围内运行,并尽可能减少机组在偏离正常频率下的运行时间.1O.机组运行中振动突然增加,听到甩脱叶片的撞击声,机组内部有摩擦声以及出现凝汽器铜管突然泄漏等情况,是掉叶片故障的征兆, 应按规程规定果断停运机组进行检查,切不可拖延时机,否则将造成设备严重损坏.l1.发生个别叶片断落故障后,可对断裂叶片采取对称切割叶片技术措施,还应对未断落的叶片全面进行探伤,测频检验,确认无问题后方可恢复机组运行.此外,应加强机组运行中的监视,尤其是在机组启,停,加减负荷过程中,必须加强对汽压,汽温,出力,真空,胀差,串轴,振动等的监视,精心调整,不允许这些参数剧烈变化,严格执行规程规定.启,停机过程应按照操作票和启,停机睦线逐步进行操作;同时还要加强汽,水品质的监督,防止叶片结垢,腐蚀;另外,若停机时间较长,应做好保养工作,现经常用的方法是真空干燥法,有效地防止了通流部分锈蚀.充分利用机组大修,小修机会对叶片进行重点检查和探伤,及时发现问题,从而把事故消灭在萌芽之中.参考文献【1】谢永慧,孟庆集:汽轮机叶片疲劳寿命预测方法的研究Uj,西安:西安交通大学,2002;【2】王江洪,齐琰,苏辉等:电站汽轮机叶片疲劳断裂失效综述01,汽轮机技术,2004;【3】程绍兵,刁伟辽:300MW汽轮机叶片点蚀损伤机理分析及预防措施UJ,热力发电,2003;【4】韩彦波:汽轮机叶片裂断事故剖析[1],黑龙江科技信息,2007.?l35?。

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。

某电厂#3机叶片断裂故障分析及处理

某电厂 #3机叶片断裂故障分析及处理摘要：某电厂#3汽轮机叶片大修时发现一叶片断裂，为了避免机组重大事故发生，电厂对断裂原因进行了分析并制定了防范措施关键词：汽轮机、叶片，断裂，疲劳，振动1.机组概况#3机是上海汽轮机厂制造的单缸、冲动、抽汽冷凝式具有一级调整抽汽汽轮机，型号：C60-8.83/1.275-2。

机组额定功率50MW（已扩容至60MW），主蒸汽压力：8.83MPa，主蒸汽温度：535℃，低压调整抽汽压力：1.27 MPa。

2004年，由哈尔滨哈汽电站设备有限公司改造扩容，由50MW扩容至60MW。

机组上次大修时间2013年5月。

二、故障介绍2017年9月10日热电站3#机组因发电机差动保护动作联锁停机，因发电机转子需出厂抢修，#3汽轮机转大修，同步开展寿命评估工作。

汽轮机开缸后发现末三级动叶片有两片断裂（见图1）。

转子外观目测发现末三级叶片大面积击打损伤，经省特检院磁粉检测，末三级需更换叶片37片，热电厂报采购计划，哈尔滨哈汽电站设备有限公司加工新叶片。

10月11日，我厂认为末四级叶片进汽侧也存在击打损伤，为确保安全再次联系省特检院对末级四叶片进行检测，经检测末四级叶片需更换41片。

10月28日，转子运往北京北重汽轮电机有限责任公司，更换叶片，拔末四级叶轮配合大轴检测等寿命评估相关工作。

11月4日，末三级、末四级叶片拆卸完毕，省特检院结合寿命评估对末三、末四级叶片进一步检测，根据DL/T 438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》第12.2.1节规定，省特检院认为末三级共126片叶片进汽侧均存在大量严重的碰撞痕印和划痕需全部更换（见图2），末四级叶片有85片叶片的进汽侧存在严重的碰撞痕印需更换，并告知我厂。

11月6日，热电厂机动科、公司机动处、省特检院共同到北重对拆卸的叶片进行检查确认，同意按照特检院建议的叶片更换数量进行更换，热电厂提报紧急采购计划，哈汽电站设备有限公司加工新叶片，对上述叶片更换。

800MW汽轮机末级叶片断裂原因分析及措施

800MW汽轮机末级叶片断裂原因分析及防范措施[ 关闭窗口]俄罗斯超临界800MW燃煤机组，低压缸末级960mm叶片第43和84号叶片断裂事故进行讨论。

会议前我们编写的800MW汽轮机末级叶片断裂的原因分析及防范措施作为此次会议的交流材料也进行了研讨。

一、动叶片简介1、动叶的作用：将蒸汽的动能和部分热能在由动叶组成的环形叶栅汽道内转换为转子上的机械能。

2、设计制造动叶片主要考虑如下方面的要求：⑴叶片应具有足够的强度和良好的振动特性，即避开共振区以保证叶片安全运行。

⑵应具有良好的空气动力特性，以达到较高的效率。

⑶应有合理的结构和良好的工艺性，便于制造和安装。

3、叶片的组成：⑴叶型：叶片的主要工作部分，汽流通过由相邻叶片的型线部分构成的通道，完成能量转换。

⑵叶根：将叶片固定在转子叶轮上的装配部分。

⑶围带、拉筋等：属于连接件，把几只或整圈叶片连成叶片组，并可调整叶片的自振频率和减少叶片所受的动应力。

4、800MW汽轮机低压缸布置及叶片型式本机共有三个低压缸，每个缸前后各设有5级叶片。

蒸汽由中压缸末级排汽经二根Φ1196mm 的管道进入三个低压缸，低压缸蒸汽作功后，排汽进入两台纵向布置的凝汽器。

800MW汽机低压缸叶片是带有一定反动度的冲动式叶片，叶片为型线沿叶高变化的变截面扭曲叶片。

末级长度为960mm，末级叶轮平均直径2480mm，末级叶片环形排汽面积6×7.48m2，三个低压缸合计出力236MW（高压缸出力260MW，中压缸出力304MW）。

低压缸各级叶片反动度：低压第一级0.33低压第二级0.40低压第三级0.46低压第四级0.55低压第五级0.69二、汽轮机叶片断裂现象1. 汽轮机内或凝汽器内产生突然的声响。

2. 机组振动突然增大或抖动，轴向位移显示增大或摆动。

3. 叶片损坏较多时，同样负荷下蒸汽流量增加，监视段压力上升。

4. 凝结水导电度、Na离子、Cl根增加、凝汽器水位上升，凝泵电流增加。

汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析

汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析摘要：在工业生产中，汽轮机作为重要设备，与工业生产有着密切的关系。

为了保障工业良好生产，需要保障汽轮机稳定运行，本文以汽轮机叶片为例，分析汽轮机叶片断裂的故障和原因，然后根据具体原因提出建设性防治措施，降低汽轮机叶片断裂发生的概率，从而保证汽轮机稳定运行。

关键词：汽轮机；断裂；故障诊断；处理引言汽轮机在工业生产中占有重要的地位，直接关系着工业是否能够稳定生产，因此在实际生产中需要保证汽轮机稳定运行。

但在实际中，由于工作环境等因素，汽轮机在运行过程中经常会出现叶片断裂的情况，严重影响了汽轮机正常运行，给工业生产带来了不良的影响。

基于此，需要对汽轮机叶片断裂问题展开探究，分析叶片断裂出现的原因，然后制定有效的解决措施。

1汽轮机叶片发生断裂故障的现象及原因1.1汽轮机叶片发生断裂故障的现象当汽轮机叶片发生断裂故障时，会伴随着以下一些现象发生，技术人员可以根据这些现象来判断汽轮机叶片是否出现断裂，其中具体内容有以下几点：①当听到汽轮机内部或凝汽器内部出现金属碰撞的声音，则表明有异物进入到汽轮机内部或者凝汽器内部，而汽轮机一般都有做密封处理，因此外来异物进入可能性比较低，很有可能就是汽轮机叶片发生断裂；②机组突然出现激烈的振动或者振幅突然增加，则可以检查汽轮机叶片情况，观察其是否出现断裂的问题；③当出现倒止门卡涩的情况，可以检查是否是汽轮机断裂的叶片进入到抽气管中引起的[1]；④当在盘车时，听到设备里面有金属摩擦声音，这也有可能是汽轮机叶片发生断裂引起的；⑤当汽轮机叶片出现损伤时，相同载荷下，蒸汽流量会变大，而且监控区段的压力也会增大。

1.2汽轮机叶片发生断裂故障出现原因工业汽轮机叶片发生断裂故障是多方面因素引起的，因此在对汽轮机叶片断裂故障进行处理，需要确定故障发生的原因，其中比较常见的原因有以下几点。

第一，机械损伤。

在汽轮机运行时，如果有外来的杂质随蒸汽进入汽轮机内，就会给叶片造成损伤。

汽轮机断叶片事故现场处置方案

预案编号：版本号：0版汽轮机断叶片现场处置方案编制单位名称：新项目发电部编制：李平棋初审：季晓勇审核：郝晓东批准：祝康平陶建国发布日期：2012年08月15日实施日期：2013年01月01日中电神头发电有限责任公司编制汽轮机断叶片现场处置方案发布令为保证汽轮机断叶片事故发生时，能科学、合理、有序、有备地进行事故处理，减少人财物的损失，最大限度地减轻汽轮机断叶片事故后次生灾害所造成的损失。

根据《发电企业人身伤亡事故应急总体方案》及《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》的要求，制定《中电神头发电有限责任公司汽轮机断叶片现场处置方案》，现予以发布实施。

批准人：（签字）（盖章）××××年××月××日汽轮机断叶片现场处置方案1事故特征1.1特征1.1.11.1.21.1.3汽轮机中间几级的蒸汽压力升高，但负荷没有变化或反而1.1.4未几级掉叶片时，如果打破凝汽器铜管，则热水井水1.1.5由于蒸汽压力的重新分配以及转子平衡发生变化，推1.2 主要的危险因素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，常会出现损伤或损坏。

叶片损伤形式：蜂窝状、开焊、麻点、锈蚀、擦伤；叶片损坏形式：折断、裂纹、扭弯、二次损坏及其它。

上述损伤或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。

一旦发生汽轮机叶片断损事故，势必被迫进行停机检修处理，对电厂损失极大。

1.3事故发生的区域、地点或装置的名称：事故最容易发生在汽轮机高、中、低压转子。

1.3事故的危害程度：事故可能造成重大设备损坏和财产损失。

1.4事故可能出现的征兆:汽轮机断叶片发生前征兆：1.4.1停机惰走期间或盘车状态,轴振动都比原始值增大，惰走时间缩短;1.4.2机组振动时大时小，转子振动和轴承振动不符合成倍增加的规律。

汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析

汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析摘要：由于机组设计、制造精度和正常运行等技术问题，汽轮机组在运行过程中，叶片断裂等事故时有发生。

叶片本身的断裂和二次损坏直接威胁到汽轮发电机组的安全稳定运行。

基于此本文就汽轮机叶片断裂故障诊断及处理进行阐述，以供参考。

关键词：汽轮机组;叶片故障;故障诊断;故障诊断系统;1汽轮机叶片断裂机理1.1工作温度对汽轮机叶片的影响在汽轮机叶片处于工作状态中，叶片特别是动叶片，一般会工作在非常恶劣的条件里，例如，温度和热应力，就会导致叶片受到电化学腐蚀和水珠的侵蚀，正如人们都知道的电化学腐蚀是这些腐蚀中最严重的，电化学腐蚀甚至会损害汽轮机叶片，使叶片会出现裂纹。

有时候，汽轮机叶片需要在特定的高温环境下工作，这对于汽轮机叶片来说是最需要克服的困难。

汽轮机各阶段的叶片在运行过程中的温度不同，首先，前一阶段的叶片处于高温状态，随后的各个阶段叶片的温度会逐渐下降，直至最后一阶段的温度也会下降，最后一阶段的叶片中会有大量的水分，这些水分凝结成水珠，然后撞击汽轮机的动叶片，导致严重水蚀现象发生。

1.2应力状态对汽轮机叶片的影响汽轮机启动时，其下方的风机叶片通常会受到一些大面积的热静应力和热交变应力。

高静应力是因为发电机转子叶片在旋转操作期间需要在叶片方向上承受较大的机械离心力而旋转。

汽轮机旋转叶片旋转越长，转子叶片的最大速度应力变化越大，承受的离心力越大，产生的拉应力越大。

此外，在实际工作或循环使用期间，汽轮机转子上总会有一定量的高温蒸汽流。

在这些巨大高压蒸汽流的强烈作用下，将带来汽轮机巨大的高温压力流，叶片表面也将承受自然运动产生的具有一定强度的径向弯曲应力场和径向扭转。

当该振动的波频与汽轮机叶片上产生的固有振动波频完全一致时，叶片将在该径向激振力场产生的强大作用下被迫弯曲和振动，一定频率振幅变化的电磁共振现象会自动发生，振幅会增加，交变应力会逐渐增加，导致汽轮机叶片因过度疲劳而断裂。

关于汽轮机轴瓦震动分析与处理及汽轮机调节级叶片断裂事故分析及处理

关于汽轮机轴瓦震动分析与处理及汽轮机调节级叶片断裂事故分析及处理摘要：汽轮机为各种机械的设备动力供给，所以对汽轮机的维修保养十分重要。

其轴瓦、轴颈、叶片磨损对于整个系统都有着影响，为加强汽轮机组日常保养与维护，文章就汽轮机轴瓦、轴颈磨损及调节叶片断裂的分析与预防进行了简要的论述。

关键词：汽轮机轴瓦震动叶片断裂机械事故分析处理一、轴瓦震动分析汽轮机轴瓦振动是汽轮发电机组运行中常见的主要故障，严重影响着机组的安全运行和使用寿命。

轴瓦垂直方向的振动，由于是机组运行直接监控的重要参数，另外由于多年来无数专家和科研人员的努力，在振动的分析和处理上已经形成了一套行之有效的办法。

而轴瓦水平方向的振动，由于缺乏监控手段，往往在发现时已造成重大影响，导致不得不停机消除。

本文结合处理消除轴瓦水平振动的经过，分析水平振动大产生的原因以及处理措施，得出处理水平振动大的几个结论，希望能在机组检修阶段注意消除导致振动的潜在因素，以避免运行中因水平振动大而导致停机或事故的发生。

1、200MW汽轮机#5, #4轴瓦水平振动大处理经过某电厂#1汽轮机#5轴瓦水平振动的解决。

其#1汽轮机系东方汽轮机厂生产的N200-130/535/535型汽轮机，于12月进行了通流部分改造。

次年3月15日，该机在负荷从170MW升至220MW的过程中，#5轴瓦处突然响声异常，同时瓦盖振动明显.在线监测表计显示垂直振动为35μm，就地用测振表测量#5轴瓦瓦振值如下:垂直方向:37μm，水平方向:201 μm，轴向:189μm 。

测量轴承箱结合面及汽缸和台板连接处差别振动均不大，都在30wm以下，被迫打闸停机。

停机后检查#5轴瓦及瓦箱内各部件。

该机组#5轴瓦为椭圆轴瓦，靠四块垫铁固定在轴承箱内。

检查发现#5轴瓦上垫铁接触很差，右侧仅角部有两个接触点，其余无接触痕迹。

翻出轴瓦检查，轴瓦钨金良好，无磨损痕迹;下垫铁接触良好。

检查低发转子联轴器各连接螺栓，各螺栓联结紧密，伸长值均符合要求，无松动现象。

汽轮机低压转子末级叶片断裂分析

测定！吉果见表$&由表$可知''号叶片除Ct、 R含量偏•，其他元素含量均符合GM/T 8732— 200#《汽轮机叶片用钢》的要求&
样品 57号叶片 GM/28732— 2004要求
!#C) 06028 $06055
表@ 57号叶片化学成分分析结果
!#S?) !#0B) !#1?) !#CT) !#C8)
中图分类号：TK26! !
文献标志码:G
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#)汽轮机低压转子末级的57号叶片断裂( 12号叶片存在裂纹，2根叶片缺陷位置具有一致性，均为叶片进汽侧距叶顶280 ==的司太立合金与叶片母材交界处。该处存在结构上不连续，易产生应力集中&在长期运行中，由于水蚀及应力集中的共同作用，叶片产生疲劳裂纹&在对机组低压转子末级叶片进行磁粉检测时，发现共有 33根叶片在该位置存在裂纹或开口缺陷&
号叶片上切取2个拉伸试样，编号为57-1（7-2（ 12-1和122,具体取样位置见图:&

汽轮机叶片断裂分析

汽轮机叶片事故分析
• 汽轮机叶片的损坏形式主要是疲劳断裂。由于叶片工作条件恶劣，受力情况复杂，断裂事故较常发生，且后果又较严重，所以对叶片断裂事故的分析研究一直受到特别重视。按照叶片断裂的性质，可以分为短期超载疲劳损坏、长期疲劳损坏、高温疲劳损坏、应力疲劳损坏、腐蚀疲劳损坏、接触疲劳损坏等六钟。
析，析出碳化物，出现贫铬区，使晶界腐蚀；其次，
应力作用；然后，高浓度盐的腐蚀。应力腐蚀主要发
生在2Cr13钢制造的末级叶片上。其断口形貌呈颗粒状，
微观形态是沿界裂纹，断面上有滑移台阶，并有细小
腐蚀坑。
•
防止叶片应力腐蚀损坏的只要措施是：改善汽水
品质、提高叶片材质、降低叶片动应力等。
5、腐蚀疲劳损坏
断口微观貌有较厚的氧化皮。
•
高温疲劳损坏发生在高压缸前几级叶片、中间再热式汽轮机
中压缸前几级叶片以及中压汽轮机的调速级叶片。
•
防止高温疲劳损坏的主要措施是：选用高温性能好的金属来
制造处于高温下工作的叶片，防止叶片共振，防止叶片径向和轴
向相摩擦等。
4、应力腐蚀损坏
•
产生应力腐蚀的主要原因是：首先，金属晶界偏
劳损坏。
•
造成长期疲劳损坏的原因有：叶片或叶片组在高
频激振力作用下引起的共振损坏；叶片表面缺陷处出
现局部应力集中而发生的疲劳损坏；低频率运行、超
负荷运行使某些级的叶片应力升高导致提早损坏等等。
Hale Waihona Puke 长期疲劳损坏在电厂叶片断裂事故中最为常见。
•
防止长期疲劳损坏的办法是：按规定避开高频激
振力共振范围，提高叶片加工质量和改善运行条件。
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• 按叶片的断裂或损伤的部位划分失效类型，可分为三种类型：

某汽轮机断叶片故障案例分析(2)

某汽轮机断叶片故障案例分析（2）叶片断裂是大型旋转机械中典型的不平衡类故障，同时也是会给机组带来非常严重后果的故障之一。

我们再来回顾一下：机组振值的突然跳变有三种可能：叶片断裂、异物进入和垢层脱落。

它们的故障机理和不平衡故障是相同的，主要特征有三条：1.振动的通频振幅在瞬间突然变化；2.振动的特征频率是转子的工作频率；3.工频振动的相位也会发生突变。

第一部分：设备概况首先我们还是来看一下本期所要讲述的设备的基本情况。

该合成气机组由汽轮机驱动压缩机。

其中，汽轮机振动的报警门限为70μm，联锁门限为100μm，机组总貌图如图1所示。

图1 合成气机组总貌图第二部分：故障现象2017年8月24日11：29分，合成气汽轮机四个通道在转速未做调整的情况下，汽轮机进汽侧两通道振值突然出现大幅跳变。

从稳定运行时的30μm，变化至60μm左右，变化时间在2s以内；排汽侧也同步小幅变化了10μm左右。

随后机组运行过程中，汽轮机各通道振值随转速变化始终比较同步，见图2。

图28月24日振动通频趋势图由于没有到达报警值，用户研究决定继续观察运行。

机组运行至11月30日21:20时，汽轮机四个通道振值再次出现大幅跳变。

表现为进汽侧两个通道下降（我们在第一讲的时侯说明过，振动突然下降也是非常危险的），排汽侧两个通道大幅上升，最大达到80μm，见图3，随后机组降转速运行，振值最大达到95μm，不得不停机检修。

图311月30日振动通频趋势图第三部分：原因分析2017年8月24日汽轮机第一次出现振值跳变时刻，各通道GAP电压趋势稳定，说明传感器系统正常，为真实信号；对比相关工艺量数据，均无明显同步关系，因此可排除工艺调整方面的原因。

结合振动图谱，发现引起振值变化的主要特征频率为1X，且1X相位同步发生大幅变化（见图4、图5）。

图4 第一次突变时1X幅值趋势图5第一次突变时1X相位趋势在振值突变时刻，波形图清晰地记录了这一时刻的突变过程，频谱图上丰富、活跃的低频成分表征了振动跳变的过程中出现了碰摩（见图6）。

汽轮机断裂叶片检测与失效原因分析

汽轮机断裂叶片检测与失效原因分析汽轮机是一种重要的发电设备，而叶片是汽轮机中最重要的零部件之一。

叶片在高温、高压、高速等复杂工况下运行着，因此容易出现断裂和失效现象。

本文将从汽轮机叶片断裂检测和失效原因分析两个方面进行探讨。

首先是汽轮机叶片断裂检测。

汽轮机叶片断裂检测是通过非接触式的无损检测方法进行的。

常用的方法有振动检测、声发射检测、超声波检测等。

振动检测是通过监测叶片振动幅值和频率变化来进行检测的。

声发射检测是依靠叶片断裂时产生的声波信号进行检测。

超声波检测是通过将超声波传入叶片内部，来检测叶片内部是否存在裂纹、气孔或疏松等缺陷。

这些检测方法能够高效地检测出汽轮机叶片的裂纹和疲劳损伤等缺陷，从而及时进行叶片更换和维修，保证汽轮机的正常运行。

其次是失效原因分析。

汽轮机叶片失效的原因很多，具体可以分为以下几种：1. 疲劳失效：由于汽轮机叶片工作条件的严酷，会不断受到高温、高压和高速等不利因素的影响，导致叶片内部产生裂纹，最终发生疲劳断裂。

2. 温度失效：汽轮机叶片内部温度过高，容易形成热裂纹，在长时间的运行过程中，热裂纹会不断扩大，最终导致叶片断裂。

3. 慢性损伤失效：汽轮机叶片使用年限较长，外部和内部环境的腐蚀、磨损、孔洞等因素的作用下，叶片表面和内部产生慢性的损伤，导致叶片失效。

4. 突发失效：突发失效是指汽轮机叶片在正常工作情况下突然出现断裂现象，这种现象往往是由于过程中叶片与外界因素的碰撞或其他异常原因造成的。

总之，汽轮机叶片的断裂检测和失效原因分析是汽轮机维护和保养工作的重要组成部分。

只有及时发现并解决问题，才能保证汽轮机的正常运行和安全使用。

为了分析汽轮机叶片的断裂情况，我们可以列出相关数据。

列出的数据包括常见的汽轮机失效类型、失效原因、叶片平均使用寿命等，其具体数据如下：1. 汽轮机叶片失效类型：- 疲劳失效：占总失效数的70%- 突发失效：占总失效数的20%- 慢性损伤失效：占总失效数的10%2. 汽轮机叶片失效原因：- 疲劳失效：占总失效数的70%- 温度失效：占总失效数的10%- 慢性损伤失效：占总失效数的15%- 其他：占总失效数的5%3. 叶片平均使用寿命：- 疲劳失效：平均使用寿命为3-5年- 温度失效：平均使用寿命为5-8年- 慢性损伤失效：平均使用寿命为8-10年通过对以上数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 汽轮机叶片的主要失效类型是疲劳失效，占总失效数的70%，说明汽轮机叶片在高温、高压、高速等复杂工况下工作，易出现疲劳损伤。

汽轮机调节级动叶片断裂事故分析及处理

收稿日期:2006201209 　作者简介:孙为民(19662),男,河南郑州人,副教授,现从事汽轮机设备的教学和科研。

汽轮机调节级动叶片断裂事故分析及处理孙为民1,李留轩2(1郑州电力高等专科学校,郑州450004;2洛阳华润热电有限公司,洛阳471900)摘要:针对50MW 汽轮机调节级动叶片断裂的事故原因进行了分析和研究,并根据当前机组情况选用了合理的处理方案。

关键词:汽轮机;叶片断裂;处理方案分类号:TK267 文献标识码:B 文章编号:100125884(2006)0620458202Processing and Fault Analysis ofMoving B lades Cripp ing of Steam Turbine Governing StageS UN W ei 2m in 1,L IL iu 2xuan2(1Zhengzhou Electric Power College,Zhengzhou 450004,China;2Luoyang China Res ourcus Ther moelectric Company L i m ited,Luoyang 471900,China )Abstract:The fault reas ons of moving blades cri pp ing of steam turbine governing stage were analyzed and studied,and based on the unit state,the paper choosed reas onable sche mee of treat m ent .Key words:steam turb i n e;bl ades cr i pp i n g;schem ee of trea t m en t0　前　言某发电厂有两台50MW 汽轮发电机组,机组型号为C50-8.83/1.3。

汽轮机叶片的断裂分析

33所以要使其强度处于要求范围内则需提高回火温度适当降低强度冲击韧性也随之降低采用同温度重复回火可使未转变的马氏体分解为回火索氏体使冲击韧性有所提高达到性能要求
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上海汽轮机
2000 年第 3 期
汽轮机叶片的断裂分析
魏玉剑, 龙荷荪 ( 上海汽轮机有限公司, 上海 200240)
摘要: 叶片断裂的原因分析有时很明了 , 有时也很复杂。有时仅从叶片本身分析就可找到原因 , 有
1 开缸转子) 。该级叶片长 157mm , 断口距根部为 80mm 左右。断裂源位于出汽边。宏观断口是由出汽边开始经高周低应力疲劳裂纹扩展方式向进汽边扩展, 属于切向振动引起的疲劳断裂, 其形貌如图 2、图 3 所示。形貌宏观观察叶片叶身部位, 尤其是出汽边 , 未见明显加工刀痕 , 也未见明显水蚀和点蚀坑, 断口上及裂源区未发现明显夹杂物。
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断裂原因分析
从叶片的化学成分、非金属夹杂物级别
及机械性能来看 , 可以认为叶片材料的冶炼质量是好的, 断裂不是因为材质引起的。叶片的宏观断口呈海滩状 , 这是典型的疲劳断口。叶片断裂处无塑性变形, 裂纹仅朝一个方向发展, 不分枝, 并为穿晶走向, 这些特征也正是疲劳裂纹所具有的。从该小机的设计运行概况来看, 其叶片断裂并非普遍现象, 况且是在运行较长时间后发生的 , 所以不能说是设计原因造成的。从小机的叶片断裂情况来看, 1991 年底投产到 1996 年检修时此叶片运行良好。但 1997 年后连续几次开缸都发现此叶片有裂纹或断裂现象。经过查看电厂运行记录发现 , 1995 年初曾发生水泵严重卡死现象 , 小机冲转冲不动 , 后连续冲转, 阀门曾一度接近全开。此过程长达 2 小时, 后发现平衡盘破损严重。这说明轴向推力相当大。 1995 年后的较长时间, 由于种种原因 , 小机启停次数较多, 运行极不稳定, 每年启停达五十多次。从以上运行情况分析, 小机在强迫冲击下 , 大量的蒸汽在节流情况下直接对叶片进行冲击。特别是末几级叶片 , 节流后的蒸汽温度基本上与进汽温度相同, 而排汽压力突降, 静叶出口 ( 动叶进口 ) 处流速都处于超音速状态。对于

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。

汽轮机叶片断裂事故预案

汽轮机叶片断裂事故预案
1 防止汽轮机叶片断裂的措施
1.1 保持机组在许可周波范围内运行。

1.2 保持机组蒸汽参数正常。

1.3 保证加热器、除氧器运行正常，有关疏水畅通。

1.4 保持机组正常出力，严禁超限运行。

1.5 加强汽水品质监督，防止叶片结垢腐蚀。

2 汽轮机叶片断裂事故处理
2.1 汽轮机叶片在运行中损坏或断落，出现下述现象之一时，应破坏真空事故停机：
2.1.1汽轮机内部发现明显的金属声。

2.1.2机组发出强烈振动。

2.2 正常运行中如发现调节级或某级抽汽压力，抽汽压异常变化，应立即进行综合分析。

如伴随出现在相同工况下负荷下降，轴向位移，推力瓦块温度有明显变化，或相应轴承的振动明显增大时，若判断为叶片断裂，应立即停机。

2.3 汽轮机低压叶片断落打破凝汽器铜管，使凝结水导电率，硬度上升，如凝汽器水位上升，则应启动备用凝结水泵。

2.4 当确认叶片断裂后应揭缸重新安装叶片后才可启动。

小型抽凝式供热汽轮机叶片断裂分析

小型抽凝式供热汽轮机叶片断裂分析摘要：汽轮机能否正常运转，叶片起着极其重要的作用。

材料的选择、加工和安装都决定了机器人的安全运行。

过去，汽轮机叶片经常发生故障，虽然我国的机械制造技术越来越完善，但汽轮机的机械制造技术也越来越完善，叶片断裂事故并不少见，但要找出断裂原因，防止出现安全隐患。

关键词：汽轮机；叶片；断裂前言：疲劳断裂是汽轮机叶片最常见的形式，汽轮机叶片的工作条件和环境非常恶劣，主要发生在应力状态、工作温度、环境介质等方面。

根据叶片的断裂形式，可分为应力疲劳损伤、腐蚀疲劳损伤和其它损伤原因。

根据叶片断裂的原因，提出了有效消除叶片断裂安全事故，阻碍基因生产的解决措施。

1、叶片断裂分析当叶片断裂时，通常发生在叶片的中部和根部。

汽轮机叶片在工作过程中的粘聚力和变形是由离心力和蒸汽压力引起的，刀锋在振东作用下不仅引起强迫，而且产生共振，复杂的交流力最终是由应变力和松弛应变力引起的，刀刃的疲劳就会折断，各级叶片的工作温度不同。

第一级叶片温度最高，蒸汽的步进温度逐渐降低，末级叶片在100℃以下滑动，蒸汽容易在末级叶片上形成小液滴，如果有腐蚀性元素，会与水形成电解液，电解液的形成和微电池的形成导致电化学腐蚀，这部分腐蚀点是叶片的薄弱环节，其影响往往就是这一腐蚀点。

在叶片排气中承受着较高的应力和应变，叶片由于疲劳会引起断裂，最常见的机翼沟槽在叶片表面形成应力状态，裂纹容易扩展。

对其原因进行了分析和优化，优化设计方案是在叶片工作部件的适当位置安装并加固叶片。

叶片断裂的原因是应力集中，随着裂口的逐渐扩大，叶片会被断裂拆除。

本文介绍了2.4万kw组件，分析了2.4万kw汽轮机的振动特性、频率数据和宏观特性，总结了叶片、叶根和叶片的有效模态。

叶片失效的原因是通过振动测量来确定的，叶片疲劳试验为叶片疲劳分析提供了参考。

2、断裂原因分析过程与步骤（1）叶片断裂实况调查。

第一时间对发生断裂的汽轮机叶片进行详细记录，记录内容包括叶片断裂时间、叶片工作地点、断裂部位、检查、断口类型及其实景取样。

叶片断裂

汽轮机叶片断裂汽轮机叶片断裂可以分为短期超载疲惫损坏、长期疲惫损坏、高温疲惫损坏、应力疲惫损坏、腐蚀疲惫损坏、接触疲惫损坏等六钟。

1、期超载疲惫损坏这种损坏是指叶片受到外加较大应力或受到较大激振力，而振动次数低于107次就发生断裂的机械疲惫损坏。

如叶片受到水击而承受较大的应力，或因转子不平引起振动及安装不良存在周期力等较大的低频激振力，当这些力引起叶片共振时，叶片会很快断裂。

叶片短期超载疲惫损坏的宏观特征为：断面粗糙，疲惫前沿线（即贝壳纹）不明显，断面上疲惫区面积小于最终静撕断区面积；经受水击而损坏的叶片的断面呈“人”字形纹络特征。

防止短期超载疲惫损坏的主要方法是：防止水击，作好消除低频共振的调频及在正常周波下运行。

2、长期疲惫损坏长期疲惫损坏是指叶片运行中承受低于疲惫强度极限而应力循环次数又远高于107次发生的一种机械疲惫损坏。

造成长期疲惫损坏的原因有：叶片或叶片组在高频激振力作用下引起的共振损坏；叶片表面缺陷处出现局部应力集中而发生的疲惫损坏；低频率运行、超负荷运行使某些级的叶片应力升高导致提早损坏等等。

长期疲惫损坏在电厂叶片断裂事故中最为常见。

防止长期疲惫损坏的办法是：按规定避开高频激振力共振范围，提高叶片加工质量和改善运行条件。

如防止低周波、超负荷运行，防止腐蚀和水击等。

3、高温疲惫损坏高温疲惫损坏是指由蠕变和疲惫共同作用所形成的介于静应力产生的蠕变和动应力产生的疲惫之间的一种损坏形式。

裂纹源部位呈蠕变现象，断裂性质为持久断裂和疲惫断裂的组合，而且往往伴随着材料组织的变化。

高温疲惫损坏裂纹基本上是穿晶的，断口宏观貌有贝壳花纹，断口微观貌有较厚的氧化皮。

高温疲惫损坏发生在高压缸前几级叶片、中间再热式汽轮机中压缸前几级叶片以及中压汽轮机的调速级叶片。

防止高温疲惫损坏的主要措施是：选用高温性能好的金属来制造处于高温下工作的叶片，防止叶片共振，防止叶片径向和轴向相摩擦等。

4、应力腐蚀损坏产生应力腐蚀的主要原因是：首先，金属晶界偏析，析出碳化物，出现贫铬区，使晶界腐蚀；其次，应力作用；然后，高浓度盐的腐蚀。