Page 87 - 理化检验-物理分册2024年第五期

臧利永, 等: 超超临界火电机组给水泵汽轮机20Cr13钢动叶片断裂原因

者采用一系列理化检验方法分析了该超超临界机组 断口保存完好, 整体较为齐平, 未见明显塑性变形;
给水泵汽轮机转子第4级动叶片的断裂原因, 并提 断口上的大部分区域可以观察到许多互相平行的
出改进建议, 以避免该类事故再次发生。 “ 海滩状” 疲劳辉纹, 从疲劳辉纹的扩展及收敛方向
可以推断, 起裂区位于叶根 R 角周向两侧的边缘,
1 理化检验
在两侧边缘均可以观察到多处疲劳起裂源区; 断口
1.1 宏观观察 上大部分区域为扩展区, 面积占比约为 90% , 瞬断
断裂叶片为给水泵汽轮机的第4级动叶片, 该 区位于出汽侧拐角区域, 面积占比约为 10% ; 叶片

级叶片长度为 160mm , 叶根为枞树型。断裂叶片 根部未见明显的腐蚀坑及机械损伤等缺陷。
的宏观形貌如图1所示。由图1可知: 断裂位置为 相邻未断裂叶片的宏观形貌如图2所示。由图
叶根的第3级枞树R 角处, 该位置断口附近存在明 2可知: 叶片叶型部位有轻微机械损伤, 叶根的第2 , 3
显因叶根与叶根槽沿叶轮切向摆动而产生的摩擦痕 级枞树R 角部位存在明显因叶根与叶根槽沿叶轮切
迹, 摩擦区域明显发亮; 断口与叶片长度方向垂直, 向摆动而产生的摩擦痕迹, 摩擦区域表面发亮。

图1 断裂叶片的宏观形貌

图2 相邻未断裂叶片的宏观形貌
1.2 化学成分分析 1.3 金相检验
在断裂叶片上截取试样, 使用直读光谱仪对试 在断裂叶片断口处截取金相试样, 对试样进行
样进行化学成分分析, 结果如表1所示。由表1可 金相检验, 结果如图3所示。由图3可知: 叶片表层

知: 断裂叶片的化学成分符合 GB / T8732 — 2014 及基体的组织均为回火马氏体; 叶片断口较为平整,
《 汽轮机叶片用钢》 对20Cr13钢的要求。 裂纹呈穿晶扩展形貌, 断口上未见枝杈状裂纹形貌,
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