Page 49 - 理化检验-物理分册2021年第十一期
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DOI : 10.11973 / lh jy -wl202111009

                       某电厂汽轮机中压转子动叶片开裂的原因




                                                         陈志军

                                          ( 内蒙古京宁热电有限公司, 乌兰察布 012000 )
                    摘 要: 某电厂汽轮机中压转子动叶片在使用过程中发生开裂, 通过宏观观察、 化学成分分析、
                 力学性能试验、 显微组织观察及断口分析等方法, 分析了动叶片开裂的原因。结果表明: 动叶片裂
                 纹呈沿晶扩展, 裂纹两侧的显微组织存在明显的全脱碳现象, 说明裂纹形成于热加工阶段, 为典型
                 的原始锻造裂纹; 材料中磷含量超标, 使晶界处易形成低熔点脆性共晶产物, 在锻造加工过程中材
                 料晶界处易形成沿晶裂纹; 裂纹在工作载荷作用下逐渐扩展, 最后造成叶片开裂。

                    关键词: 汽轮机; 中压转子动叶片; 锻造裂纹; 沿晶裂纹



                    中图分类号: TK263.3   文献标志码: B   文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 11-0033-04

                    Causes ofMedium-PressureRotorMovin gBladeCrackin g ofSteam

                                             TurbineinaPowerPlant

                                                       CHENZhi j un

                               ( InnerMon g oliaJin g nin gThermalPowerCo. , Ltd. , Ulan q ab012000 , China )


                     Abstract : Themedium- p ressurerotormovin gbladeofsteamturbineinap owerp lantwascrackeddurin g

                use.Thereasansformovin gbladecrackin g wereanal y zedb y meansofmacro mor p holo gyanal y sis , chemical

                com p ositionanal y sis , mechanical p ro p ert yanal y sis , microstructureobservationandfracturemicroareaanal y sis.

                Theresultsshowedthatcracksofmovin gbladeweredistributedalon gtheg rainandthere wasobviousfull

                decarburizationinmicrostructureonbothsidesofcracks , indicatin g thatthecracksformedinhotworkin gsta g e ,

                whichwast yp icalori g inalfor g in gcracks.Thep hos p horuscontentinthematerialexceededthestandard.Itwas

                eas y toformlow meltin gp ointbrittleeutecticp roducts , andinter g ranularcrackswereeas ytoform atg rain

                boundariesofmaterialdurin g for g in gp rocess.Undertheactionofworkin g load , thecracksg raduall ys p readand

                finall y causedthefratureofmovin gblade.


                     Ke y words : steamturbine ; medium- p ressurerotormovin gblade ; for g in g crack ; inter g ranularcrack
              动叶片是电站汽轮机将动能向机械能转换的重                             锻造温度控制不当和非金属夹杂物易使动叶片产生
            要部件, 其服役工况和受力状态较为复杂。运行过                            锻造裂纹。
            程中, 动叶片承受弯曲、 扭转、 离心等静应力以及蒸                             某电厂1号机组型号为 N330-17.75 / 540 / 540 ,

            汽流所引起的激振应力及热应力                [ 1-2 ] , 这对汽轮机转     由 某 汽 轮 电 机 有 限 责 任 公 司 制 造, 累 计 运 行


            子动叶片的材料性能和加工工艺要求较为苛刻。大                            45000h 。在第二次揭缸检修时, 发现中压转子第8
            量关于动叶片失效的研究表明, 大多数动叶片主要                            级动叶片中一支叶片发生开裂, 裂纹位于出汽侧的
            因腐蚀、 振动、 表面加工质量差等原因导致裂纹萌                           叶根端面, 长约为 11mm 。中压转子动叶片共 12

            生, 进而引发疲劳失效          [ 3-9 ] 。在动叶片制造过程中,           级, 其中, 第 8 级共有 87 支弯扭式叶片, 材料为
                                                              2Cr11NiMoNbVN 钢, 叶根为中心铆孔叉形, 自锁
                                                               式围带。汽轮机转动部件缺陷会给机组带来极大的
                收稿日期: 2020-09-28
                                                               安全隐患, 为了找出中压转子动叶片开裂的原因, 笔
                作者简介: 陈志军( 1987- ), 男, 工程师, 主要从事电站金属监督
            和失效分析工作, 348146546@ qq .com 。                      者对开裂叶片进行了理化检验和分析。


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