汽轮机叶片断裂的原因
C6-3.43／0.49型汽轮机转子叶片断裂(裂纹)原因分析及防范措施
热应力主要是 由于转子各部分温度不均匀， 各部分材料之间膨胀或收缩互 相 限制 而 引起的 。 如 果蒸 汽与转 子 的温差达 到 １ ５ Ｏ ℃， 即使 平滑 的转子 表面 ， 其 热应力也将达到材料屈服极限的数值， 很快就会产生疲劳裂纹 ２ ） 第３ 级抽汽、 门杆漏汽的影响
由于 本台机 ３ 抽汽 出力 不足 ， 门杆漏 汽无处“ 走” 而部分 排 向后 两级 叶片 ， 造 成 蒸汽对 金属进行 剧烈 的凝结放 热 ， 使 转子外 表温度 急剧上 升 ， 热 冲击较 大 ， 造 成 后两 级 叶片热疲 劳 ， 热应 力最 大的部 位是 叶片和 轴封 处 ， 再加上 后几 级蒸 汽 湿 度大 ． 叶片表 面及 根部 可能 会产 生疲 劳裂 纹 。
化率 ， 加强运行操作过程的检查 ， 冲转前要严格控制汽温、 汽压参数， 主汽温度 必须 比调 节级 室 金属 最高 温 度高 ５ ０ －１ ０ ０℃， 并且 过热 度不 低 于８ Ｏ℃。 在冲
转时 ， 适 当延 长冲转 时间 ， 机组 带负荷 、 增 减 负荷的速 率 减慢 ， 减小 扭力 的交变
１ 篡 因分 析
现象 ， 严重的蠕变损伤将导致材料的断裂 对于经历长期运行的汽轮机转子， 应
当检 查 叶轮外 径 的增大 是否 在允许 的 范围 内 。
Hale Waihona Puke 冷机启动用邻机汽源启动对转子的损坏程度尤其大， 当热压应力超过金属 材料的屈服极限后， 就会在该处产生局部塑性变形。 随着转子的不断加热会出 现金属松弛现象 ， 尤其在轴径最大的前汽封和调节级处， 这种金属变形现象更
Ｃ ６ －３ ． ４ ３ ／ ０ ． ９ ８ 型汽轮机转子材料为３ ０ Ｃ ｒ ２ Ｍｏ Ｖ ｔ ￣， 汽轮机转子与调节级 及１ ～８ 级叶轮整锻， ９ ～ｌ ５ 级叶轮为套装结构。 有关统计表明 自２ ｏ ｌ ｔ ｔ 纪起， 国内
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?。
马头发电厂8号汽轮机叶片断裂原因分析
13张晓昱1，欧阳杰1，柯浩1，张广兴1，袁启民2（1.河北省电力研究院，河北石家庄050021；2.马头发电厂，河北邯郸056044）马头发电厂8号汽轮机叶片断裂原因分析图1断裂叶片取样部位(1)断口叶片司太立合金钎焊侧(1号试样)金相组织为具有位向的回火索氏体。
在叶片基体与钎料结合处的叶片部位，发现大量孔洞。
孔洞附近可见明显组织变形。
(2)在叶片最后断裂区沿断口处取样(2号试样)，其金相组织为回火索氏体，组织未见异常。
(3)距断口150m m 处取3号样进行金相分析，其金相组织为回火索氏体。
(4)对上述试样进行夹杂物评级，均为D 2级(球状氧化物类)，符合有关标准要求。
(5)对正常运行的69号叶片相同于70号叶片断裂位置处(即距叶片顶部155m m 司太立合金片钎焊处)取样，进行了金相分析，其金相组织为回火索氏体。
从金相检验结果分析认为，断裂叶片与正常运行叶片各个取样部位的金相组织相比均无太大差异，叶片金相组织未发现异常。
1.4小负荷硬度检验由于叶片尺寸所限，仅对1号试样钎焊区附近进行了小负荷硬度检验。
试验结果表明，硬度值分布情况相近，无明显变化，可初步推断钎焊对叶片力学性能影响有限。
2对试验结果的分析及讨论(1)综上分析认为，此次汽轮机叶片断裂为疲劳断裂。
叶片断裂系先从叶片进汽侧司太立合金钎焊处起始，并扩展至整个叶片横截面。
通过叶片钎焊区附近小负荷硬度检验及金相检验，认为司太立合金钎焊工艺对叶片材料的性能无大的影响，材质无明显变化，不是造成叶片断裂的主要原因。
(2)贴司太立合金之前，叶片进汽侧因水蚀形成大量的疏松孔穴在钎焊时未彻底打磨，另外，司河北马头电力股份有限公司8号机，型号为N 200-130/535/535，东方汽轮机厂生产，1994年12月投运。
为防止8号汽轮机叶片进一步水蚀，曾在1999年的第2次大修期间，对叶片进汽侧进行了司太立合金片钎焊。
2005-03-09T 15:00，该机3号瓦振动突然增大，随即紧急停机检查。
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。
某电厂汽轮机中压缸叶片大量断裂原因分析
化皮薄 ， 这是 由于叶片材料 含ｃ ｒ 量远高于焊缝 金属 ，其抗 氧 行化 性能优于后者 。
３ 结语
静叶片受到 由内环传来的撕扯 力而脱落 ， 进 而造成最 终的大
面积 损坏 。
压缸 叶 片大 量断 裂 是 由于第 一级 静 叶与 隔板 的结构 焊 缝 处 出现微 裂纹 ，裂纹 缓慢 扩展 、静 叶 片脱 落 ，使 隔板 失 稳 ，隔 板 内环 向 出气 侧 位 移 ，与 第 一级 动 叶叶 根 发 生 摩 擦 ，把 第一 级动 叶 片全 部损 坏脱 落 ，波及 其他 级动 静叶 片
（ 编辑 ：王慧芳 ）
Ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｒｅ ａ ｓ ｏ ｎｓ ｏ ｆ Ｖａ ｎｅ Ｆａ ｉ ｌ ｕｒ ｅ ｉ ｎ Ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｍ ｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ Ｃｙ ｌ ｉ ｎｄｅ ｒ ｏｆ Ｓ ｔ ｅ ａ ｍ Ｔ ｕ ｒ ｂｉ ｎｅ ｏｆ Ｐｏｗ ｅ ｒ Ｐｌ ａ ｎｔ ｓ Ｗ ＡＮ Ｇ Ｘｉ ｎｇ—ｙｉ ， Ｈ ＵＡ Ｎ Ｇ Ｃｈｕ ｎ—ｄｅ ， ＧＡ Ｏ Ｙ ｉ —ｂ ｉ ｎ，
ｐ ｉｍａ ｒ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｓ ａ ｎｄ ｓ ｅ ｐ ｔ ｕ ｍ ．Ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｐ ｒ ｏ ｐ ａ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ａ ｆ ｆ ｌｌ ａ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｍａ ｋ ｅ ｄ ｉ ａ ｐ ｒａ ｈ ｇ ｍ ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ ｉｎ ｒ ｇ ｔ ｏ ｖ ｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｎｄ ａ ｒ ｕ ｂ ｔ ｏ ｐ ｒ ｉ ｍａ ｒ ｙ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｍａ ｋｅ ｓ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｓ ｆ ａ ｌ ｌ ｏ ｆ ｅ ｎ ｔ ｉ ｒ ｅ ｌ ｙ ｎｄ ａ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｎｄ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｉ ａ ｒ ｙ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｖ ｎｅ ａ ａ ｒ ｅ ｄ ｍ ａ ａ ｇ ｅ ｄ ．
汽轮机事故处理
汽轮机轴承损坏
总结词
轴承损坏会导致汽轮机运行不稳定，严重时 可能导致设备损坏和生产中断。
详细描述
轴承损坏的原因可能包括润滑不良、轴承设 计或制造缺陷、过载或振动过大等。处理轴 承损坏时，应立即停机检查，更换损坏的轴 承，并对润滑系统进行检查和调整，以确保 轴承正常运行。
汽轮机水冲击
总结词
水冲击是汽轮机运行中的严重威胁，可能导致设备损坏和生产中断。
制定预防措施
根据原因分析结果，制定相应的预防措施，以避免类 似事故再次发生。
04 汽轮机事故预防措施
加强设备维护与检查
定期对汽轮机进行全 面检查，确保各部件 正常运转。
建立设备维修档案， 记录设备维修情况， 为预防性维护提供依 据。
及时发现并处理设备 故障，防止因设备故 障引发的事故。
提高操作人员技能与安全意识
保障生产正常运行
及时恢复汽轮机正常运 行，对于保障生产线的 稳定运行至关重要。
02 汽轮机常见事故及处理
汽轮机叶片断裂
总结词
汽轮机叶片断裂是常见的事故之一，可 能导致严重的设备损坏和机叶片断裂的原因可能包括制造缺陷 、疲劳损伤、腐蚀或过载等。当叶片断裂 时，应立即停机检查，更换断裂的叶片， 并对其他叶片进行全面检查，以防止类似 事故再次发生。
01
对操作人员进行定期培训，提高其操作技能和事故处理 能力。
02
定期进行安全教育，加强操作人员的安全意识，防止因 操作失误引发的事故。
03
建立操作人员考核制度，确保操作人员具备合格的操作 技能和安全意识。
建立完善的事故应急预案
根据汽轮机事故的特点，制定详 细的事故应急预案。
对预案进行定期演练，确保操作 人员能够熟练掌握应急处理程序
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。
650MW核电汽轮机低压次末级动叶片根部断裂原因分析与处理
650MW核电汽轮机低压次末级动叶片根部断裂原因分析与处理王宏星1，葛海华2（1.海南核电有限公司商务合同处，海南昌江572733；2.中核核电运行管理有限公司物资采购处，浙江海盐314300）摘要：秦山第二核电厂650MW汽轮机低压次末级动叶片发生断裂,导致机组紧急停机。
文中通过对叶片断裂缺陷的根本原因分析，提出改进现有结构叶片型式，利用凸台拉筋整圈连接避开叶片高频共振区域，通过制造叶片试样进行试验论证，证明改进措施是合理可行的。
对海南核电650MW汽轮机的运行与检修提供了借鉴与参考。
关键词：汽轮机；低压次末级动叶片；断裂；振动中图分类号：TK263.3文献标志码：A文章编号：1002-2333（2017）12-0166-04 Treatment and Analysis on Root Fracture Causes of Low-pressure Last Stage Moving Blade in650MW NuclearPower TurbineWANG Hongxing1,GE Haihua2（1.Business Contract Agency,Hainan Nuclear Power Co.,Ltd.,Changjiang572733,China;2.China Nuclear Power Operation Management Co.,Ltd.,Haiyan314300,China）Abstract:The root fracture of low-pressure last stage moving blade in650MW nuclear power turbine of Qinshan second nuclear power plant causes an emergency shutdown.This paper analyzes cause of blade fracture defect,and improves existing structure blade type.The whole high frequency resonance region of the blade is avoided by using the whole ring of the lug boss.It is proved that the improvement is reasonable and feasible by the blade specimens.It provides reference for operation and maintenance of650MW turbine in Hainan nuclear power plant.Keywords:steam turbine;low-pressure last stage moving blade;fracture;vibration0引言叶片是汽轮机的重要零部件，在汽轮机中承担着把蒸汽的热能转化为机械能的重要任务。
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"
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!"(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:&
汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析
图1 汽轮机高压转子气流受力分析图汽轮机启动时，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178研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断中国设备工程 2022.12 （下）术。
刀片错误模式也可以直接以刀片错误树的形式表示。
3.2 叶片故障诊断系统（1）汽轮机叶片裂纹检测是旋转机械故障诊断的重要组成部分，在国内外得到了广泛的研究。
目前，国外已经开发了基于声多普勒信号的刀具裂纹缺陷监测系统。
该系统沿叶轮圆周布置两个高灵敏度传感器，在激光鉴相器的控制下采集叶片振动的声信号，利用裂纹扩展引起的叶片频率波动引起的共振事件监测叶片振动的产生，并采用时域同步平均值来降低噪声，在国内外已有较多的研究。
目前，国外已研制出一套基于多普勒信号的刀具裂纹检测系统。
这个系统将在叶轮周围设置两个高灵敏度的传感器，通过激光鉴相仪对叶片的振动进行检测，从叶片缠身过的机理入手监测叶片产生振动的过程并对其进行时间同步处理，然后利用平均值降低噪声。
（2）在美国西屋公司研究小组的支持下，研制了一种基于双探头叶片结构的汽轮机振动和不平衡振动接触试验监测与补偿检测装置，并成功应用。
它不仅可以直接、连续地测量汽轮机叶片向顶部水平方向的平衡同步偏转，还可以对不平衡同步旋转偏转振动和扭转振动进行现场综合评价，分析汽轮机叶片和汽轮机自身的各种机械损伤和变形，评估汽轮机叶片修复最佳方案的优缺点，并在调整和设计后进一步检查叶片结构的性能。
3.3 叶片故障诊断技术的发展趋势随着国内计算机技术基础理论研究方向的进一步发展，计算机辅助系统监测与分析手段逐渐被越来越广泛地应用于叶片系统的各种故障检测、分析、诊断和监测技术中，通过采用各种计算机信号检测以及计算机识别的新方法，大大提高了系统监测和处理的质量，以及系统监测和诊断工作过程中信息的动态可靠性。
探究导致低压缸末级叶片损坏原因
探究导致低压缸末级叶片损坏原因摘要：本文对127MW汽轮机低压缸末级叶片断裂原因进行了全面的分析，对末级叶片断裂主要原因进行详细探究。
由于汽轮机频繁启停增加了机组低频疲劳，尤其影响低压缸末级叶片，低负荷工况下，蒸汽流动条件的改变，可能背压造成末级叶片冲击。
关键词：末级叶片；背压；断裂1、概述某电厂机组在做完甩负荷试验时，机组转速3300rpm时，机械超速保护动作后，转速下降到2800rpm，按照规定不应低于2950rpm，停机后立即安排检查，发现低压缸末级叶片多处扭曲损坏，部分末级叶片存在不同程度的变形，小部分脱落。
在低压缸末级叶片多处有断裂、开裂现象。
汽机末级动静叶片损坏，尤其末级动叶片受损严重，变形特征相同。
2、汽轮机低压缸叶片型式及存在的隐患汽轮机采用的是三压再热式双缸、双缸向下排汽、凝汽式汽轮机，由锅炉产生的高压、再热及低压蒸汽，通过置于机组左侧的一组截止阀和控制阀，依次进入高中低压缸在联通管中，低压主蒸汽与中压汽机排汽混合，然后流经低压缸，并最后排入凝汽器。
蒸汽是在汽机叶片间的空间流动做功，流入汽轮机的蒸汽的质量与流出是一样的，但汽机入口处蒸汽温度压力都比较高，体积较小，蒸汽在汽轮机内部做工后出口处功伴随着压力和温度的降低，而汽体体积膨胀，需要更大的通流面积才能排出相同质量的蒸汽，所以汽机末级叶片是最长的。
由于机组为单轴机组，发电机、燃气轮机、蒸汽轮机布置在一根轴上，当燃机开始启动到并网以及直到汽轮机进汽前，锅炉在启动阶段尚且不能产生满足汽机进汽条件的蒸汽，而汽机高速旋转的同时使叶片温度上升，没有足够蒸汽或者说蒸汽量不够的时候，热量无法快速被带走，就会造成叶片超温，而低压缸叶片最长，其温度上升最为明显，因此在机组启动期间，应设置有相应的冷却蒸汽进入低压缸，带走因鼓风摩擦产生的热量，对其进行冷却。
汽轮机在运行时外来杂物会造成叶片损坏。
汽机在高速旋转过程中,若有异物进入叶片动静间隙，会对叶片造成严重损坏。
汽轮机叶片断裂的原因
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。
1、期超载疲劳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劳损坏。
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。
叶片短期超载疲劳损坏的宏观特征为:断面粗糙，疲劳前沿线（即贝壳纹）不明显，断面上疲劳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。
防止短期超载疲劳损坏的主要方法是：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、长期疲劳损坏长期疲劳损坏是指叶片运行中承受低于疲劳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。
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。
如防止低周波、超负荷运行，防止腐蚀和水击等.3、高温疲劳损坏高温疲劳损坏是指由蠕变和疲劳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劳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劳断裂的组合，而且往往伴随着材料组织的变化。
高温疲劳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。
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。
汽轮机出口叶片失效原因分析及预防措施研究
汽轮机出口叶片失效原因分析及预防措施研究摘要：汽轮机是现代工业中广泛使用的动力设备之一，其出口叶片的可靠性对整个机组的安全运行至关重要。
本文通过对汽轮机出口叶片失效案例的系统分析，探讨了失效的主要原因，并提出了相应的预防措施。
通过金属学分析，确定了材料疲劳、腐蚀疲劳等因素是导致叶片失效的主要原因。
研究结果对于提高汽轮机叶片的可靠性和延长其使用寿命具有重要意义。
关键词：汽轮机；出口叶片；失效分析；预防措施；疲劳；腐蚀引言：汽轮机作为重要的动力设备，在电力、制造、化工等领域发挥着核心作用。
出口叶片作为汽轮机的关键部件，其性能直接影响到机组的效率和安全。
然而，叶片在运行过程中经常面临着高温、高压、高速旋转及蒸汽侵蚀等恶劣条件，容易发生失效。
因此，深入分析失效原因并制定有效的预防措施对保障汽轮机安全稳定运行具有重大意义。
1失效原因分析1.1材料性能与疲劳寿命汽轮机出口叶片的材料性能与疲劳寿命之间存在着密切的关系。
在汽轮机的运行过程中，出口叶片需要承受高温、高压和高速旋转等复杂的工作环境，因此，叶片材料的性能对其疲劳寿命有着决定性的影响。
一般来说，强度更高的材料具有更长的疲劳寿命。
强度决定了材料能够承受的最大应力，而在运行过程中，叶片经常需要承受周期性的应力，如果这些应力超过了材料的强度，就会导致材料产生并积累裂纹，进而引发疲劳断裂[1]。
材料性能与疲劳寿命影响因数见表1。
表1材料性能与疲劳寿命影响因数1.2腐蚀介质对材料性能的影响腐蚀介质对材料性能的影响是一个涉及化学和物理多个领域的复杂问题。
在汽轮机出口叶片的应用中，这种影响尤为重要。
汽轮机出口叶片在运行过程中不仅需要承受机械负载，还会暴露在含有多种腐蚀性化学物质的蒸汽环境中，例如氧、氯、硫等元素的化合物。
这些化学物质能够与叶片材料发生反应，导致材料性能的下降。
腐蚀过程中，通常首先在材料表面形成微小的腐蚀点或坑蚀，其形成过程可以表示为：其中，代表金属原子，M^n+代表金属离子，代表电子。
600MW汽轮机低压叶片断裂原因分析
叶片因为排汽边经淬火处理后材料组 织性能差 、残余
建议 ：
在有腐蚀物参 与下 出现 了应力腐蚀裂纹 。 度过高 的现象 ，使得组织 中晶粒变大 ；另外淬火后 回火不 应力过大 ， 能 出现异常 ， 残余应力增大 。 区域 ， 裂纹起 源于背 汽侧是 叶片承受拉应力作用的地方。
③低压 转子第 ５级叶片处于干湿蒸汽 的交界处 ，在这
４ ． 原 因分 析
结 论 及 建 议
①沿叶片排汽边经过 了淬火强化处 理 ，淬火 区宽 窄不 ＿， 硬度也 高低变化 ， 说 明淬火温 度控制不好 ， 存 在淬火 温
足， 组织中的马 氏体未完全转变 ， 造成硬度偏高 。组织 及性
造成 ＃ ３机低压低 ５ 级 叶片裂纹 的原 因是 ：
ＡＢ Ｓ Ｔ Ｒ ＡＣ Ｔ ：Ｔａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｅ ｎ ｅ ｗ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ（ Ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｆ ｌ ｕ ｘ Ｒｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ） ｏ ｆ ＱＲＥ ａ ｓ ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ， ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ａ
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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。
1、期超载疲劳损坏
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劳损坏。
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。
叶片短期超载疲劳损坏的宏观特征为：断面粗糙，疲劳前沿线（即贝壳纹）不明显，断面上疲劳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。
防止短期超载疲劳损坏的主要方法是：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、长期疲劳损坏
长期疲劳损坏是指叶片运行中承受低于疲劳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。
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。
如防止低周波、超负荷运行，防止腐蚀和水击等。
3、高温疲劳损坏
高温疲劳损坏是指由蠕变和疲劳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劳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劳断裂的组合，而且往往伴随着材料组织的变化。
高温疲劳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
腐蚀疲劳损坏是叶片在腐蚀介质中受交变应力作用而引起的疲劳损坏。
如损坏是以机械疲劳为主，则裂纹发展迅速，裂纹为穿晶型；如损坏是以应力腐蚀为主，则裂纹发展较慢，裂纹主要是沿晶型。
防止腐蚀疲劳损坏的主要措施是：提高叶片材质耐腐蚀性；降低交变应力水平；改善汽水品质。
6、接触疲劳损坏
接触疲劳损坏是由于叶片根部松动，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的一种机械损坏。
由于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。
摩擦裂纹和摩擦硬化现象同时并存是接触疲劳损坏的主要基本特征。
摩擦硬化和摩擦裂纹仅存于接触部位表面。
防止接触疲劳的主要措施是：改善叶片接触面的紧贴程度，增加接触面积以防止接触点接触的应力集中，消除或减弱调频叶片的振动力。
运行维护原因
电网频率变动超出允许范围，过高、过低都可能使叶片振动频率进入共振区，产生共振而叶片断裂。
机组过负荷运行，使叶片的工作应力增大，尤其是最后几级叶片，蒸汽流量增大，各级焓降也增加，使其工作应力增加很大，从而严重超负荷。
主蒸汽参数不符合要求，频繁而较大幅度地波动，主蒸汽压力过高，主蒸汽温度偏低或水击，以及真空过高，都会加剧叶片的超负荷或水蚀而损坏叶片。
蒸汽品质不良使叶片结垢、腐蚀，叶片结构后将使轴向推力增大，引起某些级过负荷。
腐蚀则容易引起叶片应力集中或材质的机械强度降低，都能导致叶片损坏。
停机后由于主蒸汽或抽汽系统不严密，使汽水漏入汽缸，时间长，使通流部分锈蚀而损坏。