叶片失效分析方案

火车用增压器叶片失效分析

分析方案：

1.宏观形貌分析（主要是寻找主断面或主裂纹）

2.微观形貌分析

（1）表面产物分析

产物的分析又可分为成分分析和相结构分析两个方面。成分的确定可采用化学分析、光谱分析、带有能谱的扫描电镜、电子探针及俄歇能谱仪等手段进行。产物的相结构分析常用X射线衍射仪、德拜粉末相机X射线衍射、透射式电子显微镜选区衍射及高分辨率衍射等方法。

（2）表面的微观形貌分析

目前用于微观形貌分析的工具，主要是电子显微镜，即透射电镜及扫描电镜。

首先对失效叶片进行宏观观察分析。比如说是否有裂纹产生；是否有一个损伤程度最为严重的叶片，若有，则考虑其他叶片损伤是否因该损伤最严重的叶片碰伤所致；叶片表面是否有腐蚀、磨损和变形等问题，等等。观察图片，叶片并未断裂，首先判断为表面损伤失效，可考虑疲劳问题。而叶片运行并非是因为与其他物体接触，表面在接触应力下有相对运动造成材料的流失，因此，又可考虑与气流产生磨损问题及腐蚀问题（环境气氛的化学和电化学作用引起）。

一：腐蚀失效形式包括以下5种方式：

a 腐蚀造成受载零件截面积的减小而引起过载失效(断裂)。

b 腐蚀引起密封元件的损伤而造成密封失效。

c 腐蚀使材料性质变坏而引起失效。

d 腐蚀使高速旋转的零件失去动平衡而失效。

e 腐蚀使设备使用功能下降而失效。

腐蚀失效分析的步骤及内容：

（1）详细勘查事故现场：损坏设备的基本情况、损坏部位的宏观情况、材料及制造情况、设备使用的环境条件、应力条件、表面处理情况、现场拍照及取样、经济损失的估算。

（2）腐蚀形貌的宏观分析：腐蚀产物的形貌、断面特征。

（3）腐蚀产物分析。

（4）腐蚀形貌的微观分析。

（5）对材料性能进行复验。

（6）失效模式的判断及重复性试验。

（7）综合讨论及总结。

预防腐蚀失效的一般原则：

（1）正确分析腐蚀失效原因和确定腐蚀失效模式

（2）正确地选择材料和合理设计金属结构

（3）查明外来腐蚀介质的性质并将其去除

（4）隔离腐蚀介质

（5）采用电化学保护法

二：疲劳形式

考虑叶片受到长周期的循环应力和其所处环境，可能为高温机械疲劳和腐蚀疲劳。因其还未达到运转工时的要求，因此可考虑工件设计缺陷、机加工缺陷、材料组织缺陷、机加工使用环境、载荷频率等问题引起的疲劳。

预防疲劳断裂的措施与疲劳断裂发生的原因是一致的，一般为：

（1）改善构件的结构设计，提高表面精度，尽量减少或消除应力集中作用；

（2）提高零件的疲劳抗力（包括延缓疲劳裂纹萌生的时间、降低疲劳裂纹的扩展速率、提高疲劳裂纹门槛值的长度（Kth））。

另一种可能是气流冲蚀磨损，考虑到增压器叶片材质和工作环境，其可能性较小。