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1、第58卷第2期2016年4月汽輪機(jī)技術(shù)TURBINETECHNOLOGYV01.58No.2Apr.2016國(guó)產(chǎn)200MW汽輪機(jī)葉片斷裂原因分析鄧楠1,李鋼2,馬升江1(1國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院,沈陽(yáng)110006;2國(guó)電吉林龍華長(zhǎng)春熱電一廠,長(zhǎng)春130052)摘要:某電廠200MW機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)5瓦、6瓦振動(dòng)異常增大,經(jīng)揭缸檢查發(fā)現(xiàn)高壓第2級(jí)動(dòng)葉片斷裂兩片。通過(guò)對(duì)斷裂葉片的化學(xué)成分、力學(xué)性能、金相組織、斷El電鏡掃描、同型機(jī)組運(yùn)行情況及受力分析,得出葉片斷裂原因是葉片安裝質(zhì)量不好,振動(dòng)下傳至葉根造成葉片斷裂。關(guān)鍵詞
2、:汽輪機(jī);葉片;斷裂分類號(hào):TK267文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-5884(2016)02-0156-02CauseAnalysisforBladeRuptureof200MWSteamTurbineDENGNan1,LIGan92,MASheng—Jian91(1ElectricPowerResearchInstituteofStateGridLiaoningElectricPowerCompanyLimited,Shenyang110006,China;2ChangchunFimtThermalPowerPlantof
3、GuodianJilinLonghuaCorporation,Changchun130052,China)Abstract:Whenthe200MWsteamturbineoperatedinthepowerplant,thevibrationatpad5andpad6increasedabnormallvandthetop—offinspectionshowedtwomovingbladesofHP2ndstageruptured.Thechemicalcompositionanalysis,mechanicalpropert
4、yanalysis,metallurgicalorganizationexamination,SEMscanoftherupture,operationofsimilarunitandforceanalysisshowedtherupturewascausedbyvibrationtransferredtothebladerootduetopoorinstallationqualityoftheblade.Keywords:steamturbine;blade;rupture0前言某電廠l號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)為超高壓、沖動(dòng)式、一次中間再
5、熱、三缸雙排汽、雙抽、凝汽式汽輪機(jī),型號(hào)為CCl40/N200—130/535/535,額定功率為200MW。2014年3月4日4時(shí)26分,1號(hào)機(jī)組在正常運(yùn)行中,因5瓦振動(dòng)突然增大,達(dá)到振動(dòng)保護(hù)動(dòng)作限值,機(jī)組跳閘。經(jīng)初低壓轉(zhuǎn)子反向第2級(jí)動(dòng)葉片(第29級(jí))斷裂兩片。斷口在葉片根部第一排銷釘處,圍帶脫落5組,全部圍帶出汽側(cè)均磨損。1低壓反向第2級(jí)葉片主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)低壓反向第2級(jí)動(dòng)葉片整圈共150片,7片或9片圍帶鉚接成組連接方式,共18組,葉片為雙叉型葉根,葉片型線步分析,懷疑低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)部件脫落。后經(jīng)揭缸檢查,發(fā)現(xiàn)號(hào)為3.425
6、4,葉片主要技術(shù)參數(shù)見表l。表1低壓反向第2級(jí)葉片主要技術(shù)參數(shù)2葉片斷El宏觀形貌葉片斷裂部位如圖1所示,具體位置為葉片根部上一排銷釘孔處,現(xiàn)場(chǎng)葉根斷13形貌如圖2所示,對(duì)應(yīng)的斷裂葉根形貌如圖3、圖4所示。由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限,現(xiàn)場(chǎng)葉根斷口細(xì)節(jié)難以確定(斷裂的葉根斷口形貌已被嚴(yán)重破壞),從斷FI特征上大致判斷,出汽側(cè)(圖2中右側(cè)斷FI)斷1:1很平整,起裂區(qū)及最后斷裂區(qū)域不明顯,整個(gè)斷面屬疲勞斷裂;進(jìn)汽側(cè)(圖2中左側(cè)斷口)斷收稿13期:2015—12-01作者簡(jiǎn)介:鄧楠(1966.),男,高級(jí)工程師,從事汽輪機(jī)葉片和節(jié)能技術(shù)研究工作
7、。圖1現(xiàn)場(chǎng)斷裂葉片位置第2期鄧楠等:國(guó)產(chǎn)200MW汽輪機(jī)葉片斷裂原因分析157圖2現(xiàn)場(chǎng)葉根斷口形貌圖3進(jìn)汽側(cè)斷裂葉根斷口形貌圖4出汽側(cè)斷裂葉根斷口形貌圖口左側(cè)(大于1/2面積)較平整,中間可見疲勞條紋,右側(cè)約1/4面積為最后剪切斷裂區(qū)域,裂紋由左側(cè)近銷釘處形成,向右側(cè)對(duì)角方向疲勞擴(kuò)展,當(dāng)葉根剩余強(qiáng)度不足時(shí)引發(fā)最后剪切斷裂。斷口宏觀特征表明:葉根兩側(cè)斷口均屬于疲勞斷裂,出汽側(cè)斷口較進(jìn)氣側(cè)斷1:3較早斷裂,進(jìn)汽側(cè)斷口裂紋源在左側(cè)近銷釘處,軸向振動(dòng)應(yīng)力是引發(fā)其斷裂的重要因素。3葉片斷裂原因分析3.1葉片探傷檢查對(duì)全部低壓10級(jí)葉片和葉
8、根進(jìn)行了超聲波檢查,對(duì)反向第二級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)行了宏觀和滲透檢測(cè),對(duì)全部低壓10級(jí)隔板靜葉片進(jìn)行了滲透檢測(cè),其中反向第2級(jí)動(dòng)葉片圍帶多處斷裂、脫落和磨損,葉身多處受打擊變形,其余未發(fā)現(xiàn)異常。3.2斷裂葉片化學(xué)成分分析在斷裂葉片及未斷裂葉片上分別取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析,試