Page 43 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202111007

某汽轮机蒸汽调节阀杆断裂的原因

朱 蕾

( 中国船舶重工集团公司第704研究所, 上海 200031 )
摘 要: 某汽轮机蒸汽调节阀杆在拆机检测时发生断裂, 通过宏观观察、 化学成分分析、 力学性
能试验、 断口分析、 能谱分析、 显微组织观察和硬度试验等方法, 分析了阀杆断裂的原因。结果表
明: 阀杆在蒸汽输入口处早已存在腐蚀坑与应力腐蚀裂纹, 根据阀杆的使用环境与实际使用情况判
断, 认为阀杆是在停机检测时发生了一次性脆性断裂。
关键词: 阀杆; 腐蚀坑; 应力腐蚀

中图分类号: TG144 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 11-0027-03

ReasonofFractureofSteamControlValveStemofaTurbine

ZHULei

( The704thResearchInstituteofChinaShi p buildin g Industr yCor p oration , Shan g hai200031 , China )

Abstract : Thesteamcontrolvalvesteminaturbinewasbrokendurin gdisassemblin gandins p ection.The

reasonforthebreakofvalvestem wasanal y zedb y macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis ,

mechanical p erformancetest , fractureanal y sis , ener gy s p ectrumanal y sis , microstructureobservationandhardness

test.Theresultsshowedthatvalvestemhadcorrosion p itsandstresscorrosioncracksatsteaminlet.Accordin g to

theuseenvironmentandactualuseofvalvestem , itwasconsideredthatvalvestemwasaone-timefracturedurin g

sto pp a g etest.

Ke y words : valvestem ; corrosionp it ; stresscorrosion
失效件为某机组汽轮机蒸汽调节阀杆, 机组在 因, 以避免同类事故的再次发生。
高负载工况下运行后, 拆机检测时发现阀杆已断裂, 1 理化检验
其材料为25Cr2Mo1VA-5+6钢。阀杆端头在装置

联动作用下沿轴向反复运动, 服役环境为 300 ℃ / 1.1 宏观观察

3.7MPa高温高压蒸汽, 最高温度压力为 415 ℃ / 断裂阀杆以及同批次使用的未断裂阀杆的宏观

5.6MPa 。断裂阀杆所在机组由于并联的机组逆功 形貌见图1 。阀杆断口的宏观形貌见图2a )。由图

率运行, 功率从 590kW 升高至 2000kW , 汽轮机 2a ) 可见, 断口整体较为平整、 洁净, 呈亮金属色, 未

转速在3s内由9975r / min升高至10366r / min , 见异物覆盖, 断面与轴向垂直, 整体未见明显塑性变

该机组在2000kW 功率条件下运行约40s后, 恢
复至1500kW 以下, 又在600kW 功率条件下运行

20min后, 解列至空载运行状态, 在工作1.5d后的

停机期间, 机组并网一次, 时间为20~30min , 机组
转速正常, 最后在拆机检修时阀杆发生断裂。笔者
通过一系列的理化检验, 分析了阀杆断裂的主要原
收稿日期: 2021-03-29
图1 断裂和未断裂阀杆的宏观形貌
作者简介: 朱 蕾( 1983- ), 女, 工程师, 主要从事汽轮辅机科研

Fi g 1 Macromor p holo gy ofbrokenandunbrokenvalvestems
设计工作, ron g le318@sina.com
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