燃气轮机低压压气机转子叶片断裂分析
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低 压 压气 机转 子 叶片脱 榫断 裂和 同级 ・ 叶片 榫 ９片
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和裂纹叶片外观观察 、 口分析 、 断 化学成分分析 、 硬度检测和金相检验等手段 ， 确认 了断裂和裂纹叶片失 效模式相 同， 属振 均
动疲劳断裂 ， 盘和 叶片配合不 良引起微动磨损是该级叶片早期振 动疲劳断裂 的主要原 因。盘 、 配合不 良主要 是 由于配合 片
面 间无防磨损涂层 ， 在应用过程中产生氧化和磨损引起 的 ； 通过盘和叶片榫齿配合面涂干膜润滑 ， 效解 决了盘片配合 面微 有
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头 裂纹 故 障 ， 级 叶 片被 打 伤 。断裂 和 裂 纹 转 子 多
叶片 材料 为 （ 仅＋Ｂ 型 钛合 金 ， ） 系模 锻 、 机械 加 工
成 型 叶片 ， 与其 构 。
钛 合 金 导热 性 差 、 擦 系 数 大 、 摩 擦 性 较差 ， 摩 抗 对 微 动损 伤 极为 敏感 ｌ ， １ 据估 计 航空 结构 破坏 中涉
动 磨 损 问题 。
［ 关键词 ］燃气轮机 ； 压气机 叶片； 振动疲劳 ； 微动磨损 ［ 中图分类号 ］Ｖ １ ． ；Ｖ １ ． ２５５ ２５６ ［ 文献标志码］Ａ ｄ ｉ ０ ３６ ／．ｓｎ １７ —２ ４２ １ ． １０ ７ ｏ：１． ９９ ｊｉ ． ６ ３６ １ ．０ ２ ０ ．０ ｓ ［ 文章编号 ］１７ －２ ４ ２ １ ） １０ ２ －４ ６ ３６ １ （０ ２ ０ －０ ９ ０
０ ２年 １１ 第２ １ 第 月 ７卷 期
失效分析与预 防
Ｊｎ ａ ，０ ２ ａｕｒ ２ １ ｙ
Ｖｏ ． ， ．１ １７ Ｎｏ
燃 气 轮 机 低 压 压 气 机 转 子 叶 片 断 裂 分 析
宋 国 明
（ 军装 备 部 ， 海 西安 ７ ０ ２ ） １０ １
［ 摘
要 ］某 型燃气轮机运行近 １００ｈ后 ， ０ 发生 ２片低压压气机转子 叶片脱榫 断裂 和同级多 片榫 头裂纹故障 。通过 对断裂
低 压 压气 机转 子 叶片脱 榫断 裂和 同级 ・ 叶片 榫 ９片
０ 引 言
钛 合 金是 重要 的航 空 、 天结 构 材料 。 由于 航
Ｆｒ ｃｕｒ ａ ｔ ｅ Ａｎａｙ ｉ ｎ Ｌｏ ｐ ｅ ｓ ｒ ｍ ｐｒ ｓｏ ｔ ｒ Ｂｌｄｅ ｏ ｓ Ｔｕ ｂｉ ｌ ｓｓ ｏ ｗ— ｒ ｓ ｕ ｅ Ｃｏ ｅ ｓ ｒ Ｒｏ ｏ ａ ｆＧａ ｒ ｎｅ
Ｓ ＯＮＧ ｏ ｍｉ ｇ Ｇｕ ． ｎ
（ ａａ Ｅ ｕ ｍ ｎ ｅａｔ ｎ ， ｉａ １０ １ Ｃ ｉ ） Ｎ ｖｌ ｑｉ ｅｔ ｐ ｒ ｔ Ｘ ’ｎ７ ０ ２ ， ｈｎ ｐ Ｄ ｍｅ ａ
和裂纹叶片外观观察 、 口分析 、 断 化学成分分析 、 硬度检测和金相检验等手段 ， 确认 了断裂和裂纹叶片失 效模式相 同， 属振 均
动疲劳断裂 ， 盘和 叶片配合不 良引起微动磨损是该级叶片早期振 动疲劳断裂 的主要原 因。盘 、 配合不 良主要 是 由于配合 片
面 间无防磨损涂层 ， 在应用过程中产生氧化和磨损引起 的 ； 通过盘和叶片榫齿配合面涂干膜润滑 ， 效解 决了盘片配合 面微 有
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｆ ｒｗｏｋ ｎ ｏ ｅ ｒｙ １０ ０ ｈ，ｔ ｏ ｌｗ— ｒ ｓ ｕ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｒｒ ｔｒｂ ａ ｅ ｒ ｃｕ ｅ ｔ ｈ ｏ ｉ ｏ ｆｔｎ ｎ ａ ｄ ｓ ｍｅ ｓ ｒ ｃ ：Ａ ｔ ｒ ｉ ｇｆ ｒｎ ａｌ ０ ｅ ｗ ｏ ｐ ｅ ｓ ｒ ｏ ｒ ｓｏ ｏ ｏ ｌｄ ｓｆ ｔ ｒ ｄ ａ ｅ ｐ ｓｔ ｎ ｏ ｏ ｎ ｏ ａ ｔ ｉ ｅ ｏ ｈ ｒ ｒ ｏ ｎ ｏ ｈ ｖ ｒ ｃ ｓ ａ ｈ ａ ｌ ｐ ｓ ｉｎ Ｔ ｅ ｆｉ ｒ ｄ ｓ ｓｕ ｉｄ ｂ ｃ ｏ ｏ ｓ ｒａ ｉｎ，ｆ ｃｕ ｅ ａ ａｙ ｉ ， ｔ ｅ ｓｗｅ ｅｆ ｕ ｄ ｔ ａ ｅ ｃ ａ ｋ ｔ ｔｅ Ｓ Ｂ ｅ ｏ ｉ ｏ ． ｈ ａｌ ｅ ｍｏ ｅ ｗａ ｔ ｄ ｅ ｙ ｍａ ｒ ｂ ｅ ｖ ｔ ｔ ｕ ｏ ｒ ｔ ｒ ｎ ｌｓｓ ａ ｃ ｅ ｃ ｌｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ａ ａｙ ｉ ， ｈ ｒ ｎ ｓ ｅ ｔ ｇ ａ ｄ ｍｅａ ｌｇ ａ ｈ ｃ ａ ａｙ ｉ ． Ｔ ｅ ｒｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ａｌ ｒ ｄ ｏ ｈ ｈ ｍｉａ ｏ ｏ ｉ ｏ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｅ ｓ ｔｓｉ ｎ ｔｌ ｒ ｐ ｉ ｎ ｌ ｓｓ ｉ ｎ ｏ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔ ｅ ｆ ｉ ｅ ｍｏ ｅ ｆ ｒ ｔ ｅ ｓ ｕ ｆａ ｔ ｒ ｓ ａ ｄ ｃ ａ ｋ ｉ ｒ ｔ ｎ ｆ ｔ ｕ ａ ｔ ｒ ．Ｔ ｅ ｐ ｏ ｔ ｅｗ ｅ ｈ ｉｋ ａ ｄ ｔｅ ｂ ａ ｅ ｅ ｕ ｅ ｒｔ ｎ ａ ，ｗ ｉｈ ｗａ ｒ ｃ ｕ ｅ ｎ ｒ ｃ ｓｉ ｖ ｂ ａｉ ｉ ｅｆ ｃｕ ｅ ｈ ｏ ｒ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓ ｎ ｌ ｄ ｓｒ ｓ ｈ ｄ ｉ ｆｅｔ ｇｗｅ ｒ ｈ ｃ ｓ ｓ ｏ ａｇ ｒ ｉ ｆ ｂ ｈ ｎ ｉ ｔ ｅ ｍａｎ ｃ ｕ ｅ ｏ ｅ ｅ ｒ ｉｒ ｔ ｎ ｆｔｇ ｅｆ ｉ ｒ ｆｔ ｅｂ ａ ｅ ．Ｔ ｅｐ ｏ ｔ ｅｗ ｅ ｈ ｉｋ ａ ｄ ｔ ｅｂ ａ ｅ ｓｍａ ｎｙ ｃ ｕ ｅ ｈ ｉ ａ ｓ ｆ ｈ ａ ｌ ｖｂ ａ ｉ ａｉｕ ａｌ ｅ ｏ ｌｄ ｓ ｈ ｏ ｒｆ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓ ｎ ｈ ｌｄ ｓｗａ ｉ ｌ ａ ｓ ｄ ｔ ｙ ｏ ｕ ｈ ｉ ｂ ｂ ａ ｋ ｏ ｎ ｉ ａ ｕ ｒ ａ ｔ ｎ ｈ ｓｃ ｎ ｂ ｆ ｃｉｅｙ ｓ ｌｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ｓ ｌ ｌ ｌ ｂ ｉａ ｔ ｙ ｌｃ ｆａ ｔ ｗｅ ｒ ｌｂ ｉ ｎ ，ａ ｄ ｔ ｕ ａ ｅ ｅｆ ｔ ｌ ｏｖ ｄ ｂ ｓｎ ｏ ｉ ｆ ｍ ｕ ｒ ｎ ． ｃ ｅ ｖ ｄｉ ｃ
头 裂纹 故 障 ， 级 叶 片被 打 伤 。断裂 和 裂 纹 转 子 多
叶片 材料 为 （ 仅＋Ｂ 型 钛合 金 ， ） 系模 锻 、 机械 加 工
成 型 叶片 ， 与其 构 。
钛 合 金 导热 性 差 、 擦 系 数 大 、 摩 擦 性 较差 ， 摩 抗 对 微 动损 伤 极为 敏感 ｌ ， １ 据估 计 航空 结构 破坏 中涉
动 磨 损 问题 。
［ 关键词 ］燃气轮机 ； 压气机 叶片； 振动疲劳 ； 微动磨损 ［ 中图分类号 ］Ｖ １ ． ；Ｖ １ ． ２５５ ２５６ ［ 文献标志码］Ａ ｄ ｉ ０ ３６ ／．ｓｎ １７ —２ ４２ １ ． １０ ７ ｏ：１． ９９ ｊｉ ． ６ ３６ １ ．０ ２ ０ ．０ ｓ ［ 文章编号 ］１７ －２ ４ ２ １ ） １０ ２ －４ ６ ３６ １ （０ ２ ０ －０ ９ ０
０ ２年 １１ 第２ １ 第 月 ７卷 期
失效分析与预 防
Ｊｎ ａ ，０ ２ ａｕｒ ２ １ ｙ
Ｖｏ ． ， ．１ １７ Ｎｏ
燃 气 轮 机 低 压 压 气 机 转 子 叶 片 断 裂 分 析
宋 国 明
（ 军装 备 部 ， 海 西安 ７ ０ ２ ） １０ １
［ 摘
要 ］某 型燃气轮机运行近 １００ｈ后 ， ０ 发生 ２片低压压气机转子 叶片脱榫 断裂 和同级多 片榫 头裂纹故障 。通过 对断裂