典型事故实例分析“叶片断裂”分析

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由振动超限引起的零部件损坏
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运行中发生的叶片断裂事故
运行人员采取动平衡方法没有解决振动超限 问题。经检查发现第三级叶片上有明显的点腐蚀 坑，有4个叶片在叶型中部折断。断口出气侧呈蓝 黑色，有的断口呈现新鲜金属光泽。叶片围带上 的硬质合金块存在裂纹并在运行中断落。有多片 叶片局部被击伤、痕迹新鲜。还有12个断口呈深 黑色叶片的围带断落。此外，发现叶片表面腐蚀 的沟槽以及在沟槽附近的小裂纹。
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损坏的主要原因
叶片围带上的硬质合金块存在裂纹，在运行中断 落是叶片材质存在不允许的枝间疏松缺陷；叶片的围 带结构薄弱，其上的硬质合金块小；燃用轻柴油中的 硫化物和运行环境的海边空气中Na离子偏高，使叶片 受低温热腐蚀，降低了叶片的疲劳强度，促进了叶片 断裂损坏发生。
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改进措施
强化燃油质量管理和品质的化学监督。运行中 加强振动监视，依据监测系统，在带负荷运行中 一旦发现轴瓦振动数值突然增加3～4mm/s，及 时分析原因。必要时应停机揭缸检查。一旦发现 质量碎片，立即更换改进的新型叶片。
因此，燃机设计对叶片的强度与振动数据 有非常严格的控制指标。
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运行中发生的叶片断裂事故
某燃机电厂第三级叶片三年中连续三次发生断 裂事故[11]。叶片损坏时的使用时间同设计寿 命相比，相差甚远。叶片远远没有达到设计规 定使用期限就发生了断裂故障。机组在发生故 障的运行中表现出的显著特性是具有较大振动。
燃气轮机—— 运行中发生的故障
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概述
从前面的描述热悬挂现象对叶片的热冲击 造成叶片产生裂纹可以看到叶片损坏后对机组
的影响。
一旦叶片体破碎，质量的改变将引起转子
体的不稳定转动，破碎的质量块撞击转子上的
部件将损伤金属材料，导致机组的剧烈振动，
而振动程度的加剧影响到机组运行。叶片体上
发生几何大变形还将引发转子的摩碰。
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运行中发生的叶片断裂事故
从断口截面可以看出是，深黑色断口属于早期振 动损坏的围带。首先折断的叶片质量引发击断相邻的 叶片，后损坏的叶片断口呈现新鲜金属表面。沟槽附 近的裂纹是由于腐蚀造成的沟槽在应力集中或者断裂 碎块撞击所造成的。
该机组事故特点是围带断裂前机组产生振动，围 带的断裂改变了叶片振动特性，振动幅值加剧，增大 叶片的动应力。加上在高温燃气介质碱金属硫酸盐对 叶片材料腐蚀的共同作用，导致叶片的振动疲劳极限 降低，在叶型中部断裂。断裂损坏性质属于腐蚀疲劳 损坏。