汽轮机叶片断裂失效分析
汽轮机叶片断裂分析与解决方案
汽轮机叶片断裂分析与解决方案广西机械高级技工学校广西柳州摘要：分析汽轮机叶片断裂问题，找出最佳解决方案。
关键词：汽轮机叶片断裂修理方案1.概述柳州某纸业公司是专业的纸浆生产企业，其热电分厂的主要生产设备是锅炉和汽轮发电机组，实行热电联产，为企业提供蒸汽和电力供应，分厂中的一台C6-35纯凝汽轮发电机在进行大修，揭盖检查后发现转子次末级叶片的一片动叶片断裂缺失，把转子吊出检查后，在缸体内发现了掉落的半截叶片。
2.汽轮发电机大修前运行状况与叶片断裂时间判断2.1汽轮机在大修前基本处于长期稳定运行状态，从运行记录了解到，机组运行的进汽量和所带负荷都控制在规程要求范围内。
蒸汽压力和温度也符合要求，基本排除机组外因造成叶片断裂。
进汽量基本维持30吨，负荷4300～4500kwh，蒸汽压力3.4MPa左右，温度425℃左右。
2.2外观检查观察转子，除断裂叶片外，其余部分外观完整。
断裂叶片的断口已有锈迹，基本和转子其余部分表面锈迹一致，没有太大差异。
由此可知断裂时间比较长。
通过查阅机组日常巡检记录发现，在本次大修前4个月，机组振动值偏大，由原来的0.05mm变化为0.09mm，略高于正常值（正常值为0.03mm～0.07mm），此后基本维持在0.09mm左右。
由此判断，叶片断裂脱落时间应该在大修前4个月。
3.叶片断裂的原因分析与讨论由于转子整体外观基本正常，除断裂叶片所处次末级叶轮有轻微刮痕外，其余各级叶轮无明显外伤。
另外，在缸体内部和机组冷凝器内部也没有发现其他异物，基本可以分析叶片断裂原因是：（一）断裂叶片在制造时本身材料内部有缺陷，估计有细微裂纹，在转子长期负荷工作中逐渐发展扩大所致。
但由于机组运行年限将近30年，加上对转子其他叶轮叶片进行探伤检查没有发现其他叶片存在裂纹，所以这个原因可能性最大。
（二）机组在5年前进行过一次大修（正常大修周期为24～36个月），但修理项目中没有对叶轮叶片进行探伤检查，可能存在修理过程中发生外力损伤叶片的因素（如吊装碰撞），造成叶片产生裂纹，最后断裂脱落。
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?。
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。
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首先，材料失效是导致低压转子次末级叶片开裂的主要原因之一、汽轮机低压转子叶片一般采用高温合金材料，该材料具有良好的高温强度和耐腐蚀性能。
然而，长时间高温、高应力和循环载荷的作用下，材料会出现硬化、塑性变形减小和晶界与晶内空洞的形成等现象，进而导致叶片表面产生裂纹。
此外，材料的制造工艺和热处理也可能存在问题，如气孔、夹杂物和残余应力等。
其次，设计缺陷也会引起低压转子次末级叶片开裂。
转子叶片的设计应该满足一定的强度和刚度要求，能够承受高温、高应力和循环载荷的作用。
但在实际工作中，由于叶片结构的不合理和应力集中等问题，会导致叶片易于开裂。
例如，叶片的结构过于薄弱，存在局部应力集中的地方，容易出现应力集中导致的裂纹。
此外，叶片间隙设计不合理、叶片固定不牢固等也可能导致叶片开裂。
另外，操作和维护过程中的失误也可能导致低压转子次末级叶片开裂。
例如，汽轮机的启停过程中，由于温度和压力的快速变化，可能导致叶片温度和应力的不均匀分布，从而引起开裂。
此外，刀片清洗和保养过程中使用不当的清洗液和工具，也可能对叶片材料造成腐蚀和损伤，进而导致叶片开裂。
最后，外界因素也可能导致低压转子次末级叶片开裂。
例如，随着汽轮机使用时间的增加，环境条件和工况可能发生变化，如蒸汽的温度和压力等。
这些变化会对叶片产生不同程度的影响，从而导致叶片开裂。
此外，环境腐蚀、振动和冲击等也可能引起叶片开裂。
为了避免低压转子次末级叶片开裂，首先应选择合适的材料，并正确进行材料的制造工艺和热处理。
同时，需要设计合理的叶片结构，减少应力集中的可能性。
在操作和维护过程中，要注意合理的操作和保养，并遵循相关规定和标准。
此外，还应定期进行检测和维护，及时发现和处理叶片开裂问题。
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。
某电厂汽轮机叶片断裂事故分析
某电厂汽轮机叶片断裂事故分析摘要：本文通过对某电厂汽轮机叶片断裂事故的分析，找出失效的原因，为汽轮机的安全运行提出可行性的建议，为电厂排除安全隐患。
希望结合该电厂的此次事故，为其它电厂提供借鉴。
关键词：汽轮机；叶片；失效事故1.概述汽轮机是发电厂主设备之一，而叶片是其最关键的部件,运行中若稍有不慎则极易对叶片造成损害，轻则造成汽轮机振动过大使机组效率降低，重则造成叶片的断裂让整台机组因事故停机造成更大的经济损失。
叶片断裂发生在某电站，事故当天凌晨1点20分，该电站1号机组正常运行，集控系统上突然显示#1～#6轴瓦的振动异常增大。
值班员发现情况后立即降低负荷，但轴瓦振动值无明显下降，只能停机检查。
2.现场情况机组停机后在低压缸内发现叶片残骸，随后起吊低压缸发现低压转子的反向次末级（编号T1-42）的叶片从距离根部1/3处横向断裂如图1所示，相邻的两叶片的叶顶处有不同程度的损伤。
图1 次末级叶片图2 上半部分的残骸合影从现场情况可以判断首先破坏件是T1-42叶片，其上半部分在断裂后由于离心力的作用，甩向末级叶片处，与末级叶片相互撞击，分解成若干体积不等的部分，它们已变形严重如图2所示。
3.理化检验为了掌握断裂叶片材质属性，对其进行化学成分分析，力学性能检测、显微金相组织观察等，了解叶片失效前的属性，为分析叶片断裂提供帮助。
3.1.化学成分分析化学成分分析是验证材料是否符合规定牌号。
而错用材料、成分偏差、合金含量在下限等都会影响钢材的性能，可能造成零件的失效。
该叶片材质是0Cr17Ni4Cu4Nb，根据标准中对成分的要求，进行化学成分分析，结果如表1所列。
经过检验主要合金元素含量均在标准要求范围内。
表1 叶片化学成分分析对比（%）3.2.力学性能检验叶片应具有高的力学强度，良好的冲击韧性。
对失效件进行力学性能测试，了解其在失效前的力学性能是否已不能满足其工作要求。
3.2.1.硬度检测硬度是材料在外力作用下抵抗变形和破坏能力的反映，硬度和强度存在一种类似的线性关系。
汽轮机不锈钢叶片失效分析
汽轮机不锈钢叶片失效分析摘要：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；断裂引言疲劳断裂是汽轮机叶片最常见的实用形式。
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。
在蒸汽中，水滴在蒸汽中。
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。
叶片断裂是由疲劳引起的。
疲劳在叶片排气中承受着较高的应力和应变。
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。
核电汽轮机二级和末级叶片的有效作用。
对其原因进行了分析和优化。
叶片的绝热特性是由空诊断引起的高血压破裂所致。
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，叶片被拆除，叶片被拆除。
介绍了300mw和300mw组件。
分析了600mw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。
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 $06055
表@ 57号叶片化学成分分析结果
!#S?) !#0B) !#1?) !#CT) !#C8)
中图分类号：TK26! !
文献标志码:G
文章编号:&：'&-08：H(202&)0#-02"!-0"
!"#&%&;<%:)DEBI?JK@L$%$&%#%%:
Q7%06&7()*%+,'-'4.762(/%'696%3(:+%=(-*
/.<IS7('&7(J.6.7.496(%H1&78-*(
!"(V'"H"%!1'"Q,%)@.%) (Shanghai 4ua9ia% Nin'a%) A%er)? Co., Lt9., Shanghai 20**08, China)
#)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。
•
• 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：
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。
燃机电厂燃气轮机叶片断裂失效机理研究与实践
燃机电厂燃气轮机叶片断裂失效机理研究与实践燃机电厂燃气轮机叶片断裂失效机理研究与实践随着工业化进程的不断推进，燃机电厂已成为现代化能源系统中不可或缺的一部分。
而燃气轮机作为燃机电厂中最重要的设备之一，其叶片的断裂失效问题已引起了广泛的关注。
本文旨在探讨燃气轮机叶片的断裂失效机理，并且提出相关实践方法以提高燃气轮机的可靠性和使用寿命。
第一部分：燃气轮机叶片断裂失效机理的分析叶片作为燃气轮机的核心部件之一，其承受着高温、高速和强大的气流冲击等复杂工况，容易受到疲劳、高温腐蚀和震动等因素的影响，导致断裂失效。
因此，我们需要深入研究叶片的断裂失效机理，以提前预测和避免断裂事故的发生。
在强化材料力学性能方面，采用耐高温、抗腐蚀和抗疲劳的合金材料可以有效提高叶片的工作寿命。
此外，合理的叶片结构设计和表面涂层技术也是防止叶片断裂的重要手段。
第二部分：燃气轮机叶片断裂失效实践经验实践经验对于了解和防止叶片断裂失效至关重要。
在实践中，我们可以采取以下措施来解决叶片断裂失效问题：首先，加强叶片的监测和检测系统。
通过装备高精度的传感器和监测设备，可以实时监测叶片的温度、振动、变形等参数，及时发现异常情况，避免事故的发生。
其次，加强叶片的维护和保养工作。
定期进行叶片的清洗和维护，及时处理叶片表面的腐蚀和损伤，延长叶片的使用寿命。
另外，合理的操作和维护培训也是防止叶片断裂失效的重要方面。
通过提高操作人员的技能水平和安全意识，减少操作失误和事故风险。
最后，加强叶片失效事故的调查和分析工作。
对叶片断裂失效事故进行详细的事后分析，找出事故原因和隐患，提出相应的改进措施，以避免类似事故再次发生。
第三部分：燃气轮机叶片断裂失效案例分析为了更加深入地了解燃气轮机叶片断裂失效问题，下面将通过一个真实案例进行分析。
某燃气轮机电厂在平时运行中，突然发生了叶片断裂失效事故，导致设备停机和损失。
经过调查分析，发现该事故的原因是由于叶片材料质量问题，导致其无法承受高温和振动的工作条件。
典型事故实例分析“叶片断裂”分析ppt课件
损坏的主要缘由
叶片围带上的硬质合金块存在裂纹，在运转中断 落是叶片材质存在不允许的枝间疏松缺陷；叶片的围 带构造薄弱，其上的硬质合金块小；燃用轻柴油中的 硫化物和运转环境的海边空气中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。
改良措施
强化燃油质量管理和质量的化学监视。运转中加 强振动监视，根据监测系统，在带负荷运转中一旦发 现轴瓦振动数值忽然添加3～4mm/s，及时分析缘由。 必要时应停机揭缸检查。一旦发现质量碎片，立刻改 换改良的新型叶片。
燃气轮机—— 运转中发生的缺点
概述
从前面的描画热悬挂景象对叶片的热冲击
呵斥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，质量的改动将引起转子
体的不稳定转动，破碎的质量块撞击转子上的
部件将损伤金属资料，导致机组的猛烈振动，
而振动程度的加剧影响到机组运转。叶片体上
发生几何大变形还将引发转子的摩碰。
由振动超限引起的零部件损坏
运转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颖金属外表。沟槽附 近的裂纹是由于腐蚀呵斥的沟槽在应力集中或者断裂 碎块撞击所呵斥的。
该机组事故特点是围带断裂前机组产生振动，围 带的断裂改动了叶片振动特性，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 叶片资料腐蚀的共同作用，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。
因此，燃机设计对叶片的强度与振动数据 有非常严厉的控制目的。
运转中发生的叶片断裂事故
某燃机电厂第三级叶片三年中延续三次发生断 裂事故[11]。叶片损坏时的运用时间同设计寿 命相比，相差甚远。叶片远远没有到达设计规 定运用期限就发生了断裂缺点。机组在发生缺 点的运转中表现出的显著特性是具有较大理振动超限 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，有的断口呈现新颖金属光泽。叶片围带上 的硬质合金块存在裂纹并在运转中断落。有多片 叶片部分被击伤、痕迹新颖。还有12个断口呈深 黑色叶片的围带断落。此外，发现叶片外表腐蚀 的沟槽以及在沟槽附近的小裂纹。
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。
某电厂#2机汽轮机末级叶片断裂分析
某电厂#2机汽轮机末级叶片断裂分析摘要：汽轮机末级叶片是火力发电厂的重要零部件，末级叶片断裂是机组运行中比较常见的故障，对汽轮机组的安全、经济运行有着直接影响。
为此，本文以某电厂#2机汽轮机2023年4月12日末级叶片断裂事故为例，采用断裂叶片进行宏观检查分析、化学成分分析、力学性能试验、金相组织分析等理化检验与断口分析方法，对#2机汽轮机末级断裂的低压转子叶片进行综合性失效分析，并结合相关事故处理经验，采取针对性的整改措施。
结果表明:#2机汽轮机末级叶片断裂是在交变应力反复作用下引起的。
叶片基体母材与司太立合金片镶焊L形直角应力集中位置萌生了疲劳裂纹，降低了叶片的耐冲蚀能力，最终导致叶片疲劳断裂。
关键词：2号机；汽轮机；末级叶片；断裂；分析；断裂原因；整改在电厂所有事故中，汽轮机叶片疲劳断裂是其中最常见的一种，这是由于叶片的汽轮机运行中处于应力状态、工作温度、环境介质等恶劣环境。
叶片断裂的形式主要根部断裂和中部断裂两种。
在汽轮机运行中，叶片常常会受到转子旋转时的拉应力、弯曲应力和扭力等作用，最终会导致叶片疲劳断裂。
某电厂2号机为哈尔滨汽轮机厂引进美国西屋技术生产的N320—16.7/537/537型单轴反动凝汽式汽轮机，为亚临界、一次中间再热。
自机组投运以来，分别于2004年5月、2005年1月、2006年4月、2020年2月开展了四次检修。
从检修结果可以看出，在四次检修工作中发现#2机汽轮机末级叶片出现早期断裂的质量问题，由于未达更换叶片处理要求，只进行补焊处理，为叶片断裂留下隐患。
2023年4月12日23:45:25，#2、#3、#4瓦在23:45:25振动突然增大，故对本次#2机汽轮机末级叶片断裂进行如下分析：1 机组检修情况某电厂2号机自投运以来，开展了四次大修，具体检修情况如下：（1）2004年5月24日凌晨2点，#2机#4瓦振动大跳机，后直接转小修。
小修情况：开低压缸检查，发现末级叶片拱形围带有部分断裂飞脱，机侧9片，电侧4片，且有两处拉筋断裂造成相邻两叶片有错口现象。
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摘要:对发生断裂的材料进行了理化检验，分析了叶片断口的宏观、微观形貌。
根据检测结果，叶片材料性能满足标准要求，其失效模式为疲劳产生的断裂。
关键词:汽轮机；叶片断裂；原因分析汽轮机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。
当叶片发生断裂时，断口往往出现在叶根部位，其中很大一部分属于疲劳断裂。
金属材料疲劳破坏机制是金属材料在交变应力或交变应变的作用下，某点或某些点逐渐产生了永久性结构变化，导致在一定的循环次数以后形成裂纹或发生断裂的过程。
疲劳破坏与静力破坏有着本质的不同，在交变载荷作用下，零件中的交变应力在远小于材料强度极限的情况下，破坏就可能发生。
不管是塑性或弹性材料，疲劳断裂在宏观上均表现为无明显塑性变形的突然断裂，故疲劳断裂常表现为低应力脆性断裂。
这一特征使疲劳破坏具有更大的危险性。
1叶片断裂情况某型汽轮机通流部分由复速级和压力级组成，其中复速级为直叶片，根部采用倒T型叶根形式。
机组在使用过程中出现了复速级叶片断裂的故障，经拆检，断裂部位为T型叶根的上危险截面在故障发生后，设计人员立即展开了故障原因的排查和清理，并通过宏观检测分析、断口综合分析、微观组织结构观察等手段对失效叶片进行检测与分析。
2失效叶片的理化检验与分析2.1宏观检测图1为叶身端断口的宏观照片。
叶片的断面平坦，没有发现明显的沿晶断裂，瞬断区面积占总面积相对较小，因此可以判断叶片的失效模式为由于疲劳产生的断裂。
根据断口的宏观表象，裂纹源起始于出汽侧内缘，并扩展至进汽侧外缘。
2.2化学成分分析失效叶片采用1Cr13马氏体不锈钢，表1为材料的化学成分分析结果，对比数据可以看出，失效叶片的化学成分满足零件理化检验的标准要求。
2.3材料组织分析对断裂叶片进行金相组织观察和显微硬度分析。
图2为断裂叶片样品的金相组织，从显微组织图片中可以看出，断裂叶片材料的组织为马氏体组织。
汽轮机叶片断裂分析
根据上述检验结果和分析 ,失效叶片的断裂属 高周低应力疲劳断裂 。叶片的出气边较薄 ,长期在 蒸汽的动应力作用下 ,产生疲劳微裂纹 。该裂纹开 始扩展的速度较慢 ,当裂纹长度超过一定值后 ,扩展 速度加快 ,最后导致叶片断裂 。
为了在今后汽轮机的正常运行中避免该事故的 发生 ,建议采取以下措施 :
图 3 断裂叶片的断裂位置 (mm) Fig. 3 The f ract ure po sition of t he rupt ured blade
分组成 ,平断口起源于出气边 ,长度约占叶片宽度的 75 %。平断口部分有海滩状花样 (图 4) ,因此初步 判断断口性质为疲劳 ,裂纹源周围未见明显腐蚀及 机械损伤 。图 5 为扫描电镜像 ,显示出疲劳断裂的 宏观特征 ———海滩花样 。
≥550 800～ ≥15 950
5. 4
260
5. 2
266
≥3. 5 230～ 275
从表 2 可知 ,叶片实物测试性能符合德国 D IN 标准的 X 20 Cr 30 钢经 980～1 030 ℃油冷 ,750～ 650 ℃回火处理后的力学性能 。
·252 ·
6 综合分析
(1) 综合上述检验结果 ,可知失效叶片满足德 国 D IN 标准关于 X20Cr30 钢号的成分和热处理后 的力学性能 。所以叶片材质合格 。
理化检验 - 物理分册
姜海一等 :再沸器疲劳失效分析
图 10 P E28 再沸器振动测试图 Fig. 10 Vibratio n test of PE28 heat exchanger
相检验均证明 ,管板的质量存在一定的问题 。主要 表现为晶粒粗大 、硬度偏低 、屈服强度偏低和冲击韧 度偏低 。在相近的受力状况下 ,全部裂纹都位于管 板一侧 ,说明热影响区部位的性能与壳体和焊缝差 距很大 。
SGT—200型燃气轮机叶片断裂故障分析
SGT—200型燃气轮机叶片断裂故障分析珠海某LNG工厂一台西门子SGT-200型燃气轮机在运行20000小时后，突发机械故障，造成压气机叶片大面积断裂损伤，机组被迫返厂大修。
经调查分析，事故是因为机组在离线水洗后长时间处于停机状态，没有及时启机运行，残余水积聚在压气机底部叶片装配孔附近，导致叶片转动部位锈蚀卡涩，叶片角度发生错位，产生了大量非正常尾流，叶片因过度的应力而产生裂纹并最终发生断裂。
因此，燃气轮机在进行离线水洗后，应及时启机运行，确保水汽被彻底排尽烘干，要定期检查可调节叶片（IGV），确认机构动作正常活动自如。
标签：燃气轮机；叶片断裂；SGT-200；水洗；尾流1 引言珠海某LNG工厂核心动设备燃气透平机组由一台西门子SGT-200-2S型燃气轮机与一台离心式压缩机组成，该型燃气轮机是国内首次引进使用，具有结构紧凑，效率高，采用DLE（干式低排放）燃烧系统，氮氧化物排放低，双轴布置可快速适应负载变化需求，可进行在线和离线水洗等特点。
机组在一次例行检修后的满负荷测试过程中，突发机械故障，造成压气机内部大面积叶片断裂损伤，机组被迫返厂大修，工厂停产7个月，经济损失严重。
2 机组简介SGT-200-2S型双轴燃气轮机采用双燃料燃烧系统，天然气和液体燃料均可，由15级轴流亚音速压气机，2级悬挂式压气机透平，2级高效动力透平组成，设置5级可调节导叶和静叶系统（IGV），压缩比12.3：1，额定转速10950rpm，ISO 条件下空气流量29.3kg/s，功率7680kW，热效率33.4%，8个DLE燃烧室各带有一个点火器，氮氧化物排放含量小于15ppmV。
结构简图如图1所示。
3 叶片断裂故障燃气轮机累计运行时长约20000小时后，在完成例行B检保养工作后启机测试，升负荷至温度控模式运行，达到最高功率运行1小时后，机组因振动高紧急停车，伴随巨大异常声响。
停机后检查发现，压气机无法正常盘车，压气机IGV 外部连杆第2、3、4级发生不同程度的扭曲。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽轮机叶片断裂失效分析
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
引言
疲劳断裂是汽轮机叶片最常见的实用形式。
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
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。
在蒸汽中，水滴在蒸汽中。
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。
叶片断裂是由疲劳引起的。
疲劳在叶片排气中承受着较高的应力和应变。
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。
核电汽轮机二级和末
级叶片的有效作用。
对其原因进行了分析和优化。
叶片的绝热特性是由空诊断引
起的高血压破裂所致。
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，叶片被拆除，叶片被拆除。
介绍了300mw和300mw组件。
分析了600mw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。
母花电站蒸汽动力装置末端发现叶片表面硬化层。
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。
（2）现场检查。
汽轮机运行过程中出现短距离。
对过滤、叶片超速、
异物冲突、振动科学大学等进行了研究。
（3）热断裂分析。
通过切片研究，可
以更快地找到叶片断裂的原因。
主要通过宏观和微观分析。
检测研究可以发现叶
片损伤的特征和疲劳损伤的位置。
微视觉研究是叶片研究的主题。
可以分析，金
属内部的分子是光滑和硬化的。
所有这些都有助于找出骨折的原因和损伤的性质。
重点分析尖角等特殊结构。
（4）经营状况分析。
在对叶片的工作环境进行调查时，是否应在高温下对其接触特性不良物质进行长期的工作检查。
（5）叶片强
度检查。
严格计算剪切力、切削力、电制动等力学性能，严格计算绝缘件强度。
与强度、振动和允许值进行比较。
（6）振动分析。
分析了损伤叶片的分散性和
安全性在理论最大安全值中的存在性。
（7）损坏叶片的材料分析。
对受损叶片
材料进行了研究。
结果表明，单列叶片在品牌、化学成分、青铜图像结构、转角、
冲击和冲击等方面均未发生损伤。
（8）针对宏观检验和严密性试验的方法，通
过粉末和超声波检测确定叶片的损伤和损伤位置。
分析了受损叶片的质量，特别
是受损零件的质量。
对叶片的原始角度和锐角进行加工和检验。
表面光洁度，检
查车床上的刀痕。
（9）表面检查。
通过对受损叶片表面的分析，发现如果叶片
存在机械损伤、腐蚀、腐蚀等缺陷，应力集中。
3汽轮机叶片断裂机理
3.1工作温度对汽轮机叶片的影响
汽轮机运转时，依靠叶片提供动力。
但蒸汽机的工作环境大多处于恶劣的水
下环境中。
特别是在有电流的情况下，高温环境会促进电流平衡，避免电转子机翼。
严重的电化学腐蚀。
因为腐蚀造成的损害比其他类型的腐蚀造成的损害要大
得多，叶子会折断。
它会妨碍正常工作，甚至影响员工的生命健康。
由于生产需要，有些工厂生产冶金、车床加工等高温产品。
汽轮机叶片就是在这种环境下出
现的。
刀片是否会折断取决于它是否能正常工作。
由于转子叶片的功能和速度不同，各级的实际温度也不同。
虽然从一个阶段到最后一个阶段机翼的温度逐渐降低。
下降的程度不同。
由于末级叶片温度较低，少量水分子在高温下不能完全气化，在冷却过程中液化液化液化可能会降低。
它们受到接收空气压力的影响，形
成高速旋转的叶片，并随着更大的水蚀液化产生不利影响的。
3.2 受力情况对汽轮机叶片的影响
叶片通过转子的动力旋转，并承受垂直方向的空气压力。
各汽阀进汽量的风
压方向相同，功率平衡方向垂直。
但是，当蒸汽机进入不足时，回汽电的风压会
发生剧烈变化。
它是垂直旋转的。
因为接收到的压力无法抵消。
汽轮机的正常运
行是随着汽轮机温度的升高而不可避免的。
汽轮机叶片也有相当大的应力和弯曲
变形。
在旋转过程中，产生了大量的投诉，导致了功率的回归。
功率返回前刀刃
的半径。
可能吧。
因为它是离心力和旋转响应的比值，所以应该可以做得更多。
不应忽视的是，当机器流程工作时，应仔细考虑的因素。
气流会使叶片不平衡，
变形和弯曲力会引起共振和强迫振动。
随着振动次数的急剧增加，叶片疲劳断裂。
3.3 电化学腐蚀对汽轮机叶片的影响
当汽轮机在潮湿的环境中工作时，周围会有大量的水蒸气。
水蒸气中的氧在
活性金属形成叶子的反应中失去电子。
一般来说，氧化还原反应会对叶片造成相
当大的腐蚀，降低其强度，降低其强度和断裂。
另一种严重的腐蚀是电化学腐蚀。
在蒸汽机的工作环境中，有一种电气解决方案。
饱和硫酸盐溶液在水中形成孔口油，导致叶片工作强度断裂。
一个典型的例子是蒸汽轮轮胎的污渍。
原油纸是一
种金属。
另外，保护树叶的钝化膜是由溶液形成的，从而形成原油，产生化学成分。
各种成分都发生了变化。
在外力的作用下，转子叶片在初始微裂纹处逐渐超越。
当转子叶片尺寸无法恢复膨胀时，叶片因过度开裂而失去强度。
转子机本身
也可能断裂。
当叶片旋转时，叶根不固定，叶片的摩擦引起振动会导致叶片损坏。
3.4 磨损疲劳程度对汽轮机叶片的影响
一次发现成分、硬度、强度不合格，几次综合检查发现，一些叶片有不同大
小的裂纹，但位于同一位置。
经电镜鉴定，仔细观察，病毒有许多平行的螺丝钉。
裂缝的方向几乎相同。
从本质上讲，叶片断裂的原因是离弦的多次疲劳断裂。
叶
片断裂的具体连锁反应是叶片的力向周围扩散，导致围栏部分增大开裂。
叶片附
近的应力增加，导致疲劳开裂。
结束语
无论如何，汽轮机应该正常工作，并有一个良好的工作环境。
因此，应提高
蒸汽质量，定期检查工作环境，及时处理不合格部位。
同时，员工在操作过程中要注意实质性下属。
为了防止应力过大和蒸汽正常升温，有必要在下面工作以防止电化学腐蚀。
只有找出故障，才能使故障尽快发生在萌芽阶段，保护企业的发展和员工的健康。
参考文献：
[1] 胡景豫.汽轮机末级叶片断裂原因分析[J].一重技术.2017（04）
[2] 虞挺.汽轮机叶片断裂分析[J].理化检验（物理分册）.2017（05）
[3] 林丁.汽轮机叶片点蚀现象的分析[J].广东电力.2017（06）
[4] 张升才.汽轮机叶片断裂失效分析[J].金属热处理.2016（10）
[5] 张升才.汽轮机叶片断裂机理分析[J].农业机械学报.2016（12）
[6] 魏玉剑，龙荷荪.汽轮机叶片的断裂分析[J].上海汽轮机.2015（03）。