Page 24 - 理化检验-物理分册2023年第四期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202304003

Q 235A 钢风扇叶片断裂原因

谢金宏

( 上海材料研究所有限公司 上海市工程材料应用与评价重点实验室, 上海 200437 )

摘 要: 某 Q235A 钢风扇叶片在运行约180~500h后发生断裂, 采用宏观观察、 化学成分分析、
扫描电镜和能谱分析、 金相检验、 硬度测试等方法分析了其断裂原因。结果表明: 开裂起源于叶片
根部两侧焊缝边缘的热影响区, 在风扇转动和发电机整体振动产生的交变应力和焊接应力作用下,
裂纹萌生并扩展, 最终导致叶片发生断裂。

关键词: 风扇叶片; Q235A 钢; 裂纹; 疲劳断裂

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 04-0008-04

FracturereasonofQ 235Asteelfanblade

XIEJinhon g

( Shan g haiKe yLaborator y ofEn g ineerin gMaterialsA pp licationandEvaluation , Shan g haiResearchInstituteof

MaterialsCo. , Ltd. , Shan g hai200437 , China )

Abstract : ThefanbladesofaQ235Asteelcrackedafterrunnin g forabout180-500h.Thereasonofcrackin g

wasanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , scannin gelectronmicrosco py

andener gys p ectrumanal y sis , metallo g ra p hicexaminationandhardnesstest.Theresultsshowthatthecrack

ori g inatedfromtheheataffectedzoneatthewelded g eonbothsidesofthebladeroot.Undertheactionof

alternatin g stressandweldin g stress g eneratedb y therotationofthefanandtheoverallvibrationofthe g enerator ,

thecrackinitiatedandp ro p a g ated , whicheventuall y ledtothecrackoftheblade.

Ke y words : fanblade ; Q235Asteel ; crack ; fati g uefracture

某风扇安装于额定功率为162kW 及180kW 1 理化检验
的两款发电机上, 用于发电机的散热。发电机与
柴油机刚性对接, 由柴油机拖动发电机旋转发电。 1.1 宏观观察

柴油机的额定转速为 1500r / min , 最大转速不超 断裂风扇叶片的宏观形貌如图1所示, 该风扇共

过1875r / min 。发电机组伴有轴系的扭转振动及 8片叶片, 分别编号为1 ~8 。风扇叶片断口的宏

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机身的线性振动, 风扇叶片材料为 Q235A 钢, 工 观形貌如图2所示。由图2可知: 内圈断口颜色偏
艺流 程 为 钢 板 切 割 → 焊 接 → 轴 系 安 装 ( 螺 栓 锁 黑, 均未见明显塑性变形, 断口较为平滑; 2 , 4 , 5 ,
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紧)。该柴油发电机组在运行约 180~500h后, 8 7 , 8 断口下半区域中间有较为明显的分界线, 将断
台机组的风扇叶片在轴向上出现撕裂状开裂, 其
中两台出现完全断裂。笔者采用一系列理化检验
方法对该断裂的风扇叶片进行分析, 以防止该类
问题再次发生 [ 1-4 ] 。

收稿日期: 2022-06-28
作者简介: 谢金宏( 1991- ), 男, 本科, 工程师, 主要从事金相检
图1 断裂风扇叶片的宏观形貌
验与失效分析工作, 18521593950@163.com
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