Page 48 - 理化检验-物理分册2022年第八期
P. 48

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202208009

                         某   300MW            汽轮机主汽门门杆断裂原因






                                            程   翔 ,张   洁 ,金莎莎 ,缪春辉          2

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                                       ( 1. 安徽新力电业科技咨询有限责任公司,合肥 230601 ;



                                     2. 国网安徽省电力有限公司 电力科学研究院,合肥 230601 )

                    摘   要: 采用宏观观察、 化学成分分析、 金相检验、 力学性能测试、 硬度测试等方法对某 300 MW
                 汽轮机主汽门门杆断裂原因进行了研究。结果表明: 该门杆存在变截面结构、 应力相对集中、 内部
                 存在夹杂物、 材料硬度偏低等问题; 在交变应力作用下, 门杆受到很大的冲击力, 超过其临界断裂强
                 度, 最终发生脆性断裂。
                    关键词: 主汽门门杆;应力集中;夹杂物;交变应力;脆性断裂





                    中图分类号: TG115.5    文献标志码: B    文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 08-0032-04

                      Fracturereasonofmainvalvestemofa300MWsteamturbine

                                                 ,
                                                                     1
                                     CHENGXian g ZHANGJie , JINShasha , MIAOChunhui 2
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                              ( 1.AnhuiXinliPowerTechnolo gyConsultin gCo. , Ltd. , Hefei230601 , China ;






                     2.ElectricPowerResearchInstitute , StateGridAnhuiElectricPowerCo. , Ltd. , Hefei230601 , China )








                     Abstract : Macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , metallo g ra p hicexamination , mechanical

                p ro p ert y testandhardnesstestwereusedtostud ythefracturereasonofmainvalvestem ofa300 MW steam

                turbine.Theresultsshowthattherewerep roblemswiththedoorrodsuchasvariablecross-sectionstructure ,

                relativel y concentratedstress , inclusionsintheinterior , andlow materialhardness.Undertheactionofalternatin g

                stress , thedoorrodwassub j ectedtog reatim p actforce , whichexceededitscriticalfracturestren g th , andfinall y

                brittlefractureoccured.


                     Ke y words : mainvalvestem ; stressconcentration ; inclusion ; alternatin gstress ; brittlefracture
               汽轮机高压主汽门是用于快速切断汽 轮机进                            门, 再流到高压调节汽门, 最后进入高压缸做功, 通
            汽、 停机的保护装置, 是防止汽轮机超速的关键保护                          过外缸下面的两个排汽口流到再热器。在汽轮机运
            装置。近 年 来, 高 压 主 汽 门 门 杆 断 裂 事 故 经 常 发              行过程中, 发现其主汽门漏气, 经检查后发现该主汽
            生 [ 1 ] , 门杆断裂的原因也多种多样, 如材料错用              [ 2 ] 、  门没有全开。将主汽门门杆拆卸后, 发现门杆断开,
            杆表面磨削加工时存在残余应力、 排孔壁处渗氮层                            门杆材料为 2Cr12NiMo1W1V 钢。
            应力集中、 杆根部存在机械加工尖角、 杆根部受低频
                                                              1  理化检验
            振动的影响等。门杆断裂会引起汽轮机超速, 并带
            来一系列安全事故和经济损失, 因而需要对主汽门                           1.1  宏观观察
            门杆断裂原因进行深入研究。                                          对该主汽门结构及断裂情况进行检查, 主汽门

                 某电厂 2 号机组 300 MW 汽轮机设备是亚临                     门杆断口宏观形貌如图 1 所示, 断裂部位如图 2 所
            界、 中间再热、 高中压合缸单轴、 双缸双排汽、 凝汽式                       示。该高压主汽门为“ 双重阀碟” 结构, 由两个单座
            汽轮机。汽轮机两侧各有 1 个高 压主汽门 ( TV )、                      的不平衡阀组成, 一个阀安装在另一个阀的内部。
            3 个高压调节汽门( GV ), 新蒸汽首先通过高压主汽                       阀处于关闭位置时, 蒸汽的进汽压力与压缩弹簧的
                                                               作用力将每一个阀门紧紧地关闭在阀座上, 阀碟与
                收稿日期: 2021-10-25


                作者简介: 程 翔( 1989- ), 男, 硕士, 工程师, 主要从事电厂金属       头颈导向部分的 设计间隙较 小, 行 程 为 15.5mm ,


            构件的失效分析工作, chen g xian g 2083@163.com              门杆直径为 36mm 。
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