1、某电厂1号机系北京重型电机厂制作的激动凝汽式汽轮机,其高压转子第8级叶片资料为2Cr13。1998年4月大修揭盖后发现该级叶片有一段围带残损约10cm长,有一个叶片在根部开裂丢掉,部分围带铆钉头有弹起现象。修正作业由电厂托付北京重型电机厂进行,其修正进程为:撤除5段围带及43片叶片,替换开裂和受损的2个叶片及损坏的2段围带,复装后叶片与围带选用焊接固定,并对2段围带铆钉头弹起的部位进行打磨后焊补,修后机组康复运转。2000年5月7日,汽轮机出现异常响声,且振荡不断加重,揭缸后发现高压转子第8级叶片丢落19个,部分围带掉落,第9级叶片及8、9、10级部分隔板磨损变形。对照1998年4月大修记载,发现此次丢落的19个叶片大部分为其时修正处理过的叶片。因为此次叶片开裂事端对转子损害较为严峻,故把整个转子送到制作厂修正。
查看发现丢落的19个叶片的开裂部位均坐落叶片倒/形槽根部的横断面上(见图1)。
肉眼调查断口外表呈红褐色和灰褐色,有锈斑。断口平整并分红两个区,其间大面积区呈润滑状,小面积区呈纤维状,单个断口简直悉数呈润滑状。拆开时发现叶片根部装置较松,极易取下。
断口经超声波整理洗刷洁净后在扫描电镜下先以低倍(10倍)调查,发现有典型的疲惫开裂特征,即有三个区域组成:疲惫源,疲惫裂纹扩展区(颗粒状脆性开裂区)和终究快速开裂韧性纤维区,其间疲惫源和疲惫裂纹扩展区占大部分面积。图2为疲惫源和疲惫裂纹扩展区,从中能显着调查到贝壳状条纹,这是疲惫开裂典型特征。进一步扩大调查发现断口有相似台阶式线),这些线段不是滑润的,它是疲惫进程引起不稳定滑移面上快速的裂纹扩展形成的。此外,还能调查到裂纹的存在,且从源区向心部开展。在疲惫裂纹扩展区,则能调查到颗粒状脆性开裂特征(见图5)。断口开裂以穿晶开裂为主,无沿晶开裂痕迹,也没有介质腐蚀引起的应力腐蚀断口描摹。这说明快速开裂区是以韧窝为主的塑性开裂。
剖析损坏叶片取样剖析成果见表1。从表1可以精确的看出,损坏叶片资料的化学成分合格。
形槽的根部还存在微裂纹(微裂纹平直且走向平行于断口外表)。用氯化铁盐酸水溶液浸蚀试样外表后调查其金相安排为具有位向的回火索氏体(见图6),图7为带微裂纹处的金相相片,安排状况正常。
(1)开裂叶片的金相安排为正常的回火索氏体,资料化学成分合格,首要性能指标也底子正常。
(3)叶片根部疲惫开裂与装置质量有关,高压转子叶片装置时一般要求根部紧合作,但裂断的第+级叶片根部却是松合作,遂导致叶片在运转进程中发生振荡并传至根部,根部与叶轮槽外表发生冲突,从而使根部表层晶粒持续滑移带极易萌发裂纹,即发生疲惫源,随后裂纹持续扩展,终究形成根部疲惫开裂。
(4)开裂的19个叶片中,大部分断口都归于疲惫断口,这表明在叶片发生大面积开裂前,其根部已发生或大或小的疲惫裂纹,最终导致部分叶片先开裂,并引起其他叶片提早开裂。
该电厂1号机高压转子第+级叶片大面积开裂的底子原因是装置时叶片根部空隙偏大,在运转进程中叶片振荡引起根部发生疲惫裂纹源,跟着疲惫裂纹的持续扩展,最终导致叶片疲惫开裂。
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