103jt轉(zhuǎn)子葉片斷裂原因分析

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1、中國特種設(shè)備檢測研究院報告編號：08R099-RQ01中海化學(xué)二期合成氨裝置103-JT轉(zhuǎn)子葉片斷裂原因分析編制：審核：審批：中國特種設(shè)備檢測研究院第26頁共26頁中國特種設(shè)備檢測研究院報告編號：08R099-RQ01目錄1概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22失效分析工作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33綜合分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

2、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．244結(jié)論及建議．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．255致謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26第26頁共26頁中國特種設(shè)備檢測研究院報告編號：08R099-RQ01103-JT轉(zhuǎn)子葉片斷裂原因分析受中海石油化學(xué)股份有限公司委托，中國特種設(shè)備檢測研究院（以下簡稱中國特檢院）聯(lián)合北京航空航天大學(xué)等單位的有關(guān)專家對中海石油化學(xué)股份有限公司103

3、-JT轉(zhuǎn)子斷裂葉片進行了分析，確定該葉片的斷裂原因。1．概述中海石油化學(xué)股份有限公司年產(chǎn)四十五萬噸合成氨和八十萬噸大顆粒尿素裝置，是目前國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)最先進的大氮肥生產(chǎn)企業(yè)。合成氣壓縮機組103-J/TJ是合成氨裝置的關(guān)鍵動設(shè)備之一，由日本三菱重工株式會社設(shè)計制造。該合成氣壓縮機驅(qū)動透平為單缸、抽冷凝式，型號為5EH-6BD，葉片參數(shù)如表1所示。103-JT合成氣壓縮機透平自2003年10月到2006年3月一直運行良好，2006年3月調(diào)速側(cè)軸承溫度升高，更換透平備用轉(zhuǎn)子和葉片（序列號：2LRHWZ），之后一直

4、運行正常，2007年3月18日凌晨3時52分在穩(wěn)定的工作轉(zhuǎn)速12378rpm下，前后徑向軸承振動值突然異常飆升，最大的振動VT-2505振值由11μm突增致78μm，透平排汽端發(fā)出較強的異常響聲，且透平排汽端、管道及樓臺支撐橫梁振動較強，排汽端溫度探頭連線被震斷。在4月17日的透平因工藝原因停車時，打開透平缸體，發(fā)現(xiàn)透平轉(zhuǎn)子第5級葉輪(如圖1所示)上一個葉片斷裂（葉片位置如圖2所示）。在事故發(fā)生后，為繼續(xù)生產(chǎn)，將主轉(zhuǎn)子和葉片（序列號：2LRHXA）裝回使用，至今一直運轉(zhuǎn)良好。圖1合成氣壓縮機組103-J/TJ葉輪

5、第26頁共26頁中國特種設(shè)備檢測研究院報告編號：08R099-RQ01圖2發(fā)生破壞的第五級轉(zhuǎn)子表1轉(zhuǎn)子葉片的相關(guān)參數(shù)設(shè)備名稱合成氣壓縮機組103-JT轉(zhuǎn)子葉片主體材質(zhì)Ti-6Al-4V（第3、4、5、6級）設(shè)計單位日本三菱重工株式會社制造單位日本三菱重工株式會社安裝單位日本三菱重工株式會社投入運行時間2006年3月（注：06年3月大修更換的備用轉(zhuǎn)子，07年3月出現(xiàn)振動）規(guī)格不規(guī)則工作參數(shù)工作壓力最大127Kg/cm2溫度最大515℃（第五級轉(zhuǎn)子的工作溫度在100℃左右）介質(zhì)過熱蒸汽2．失效分析分項工作2．1葉片檢

6、查與分析第五級轉(zhuǎn)子葉片共80片，將其依次編號，如圖3所示。80片葉片中第72號葉片斷裂，同時在三菱公司的第一次分析中，71號和73號葉片被選擇做化學(xué)成分分析；13、31、70號葉片被選擇做力學(xué)性能試驗。最后除了已斷裂的72號葉片外，三菱公司還返回了69塊完整的葉片。因此，只對送來的69塊完整葉片進行了表面檢查。送檢葉片編號為：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、33、34、35、36、37、38、39

7、、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、第26頁共26頁中國特種設(shè)備檢測研究院報告編號：08R099-RQ0166、67、68、69、74、75、76、77、80。斷裂葉片第五級轉(zhuǎn)子共計80塊葉片圖3第五級葉片位置平面簡圖2．1．1葉盆、葉背與葉冠的宏觀檢查應(yīng)用視頻顯微鏡和體視顯微鏡對葉片葉盆、葉背與葉冠進行外觀檢查，檢查中發(fā)現(xiàn)，部分葉片在葉盆處存在高溫氧化變色痕跡，其檢驗結(jié)果如下：沒有變色痕跡的葉片編

8、號為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、14、25、28、30、33、34、63，共18片；變色痕跡較輕微的葉片編號為26、27、43、45、47、49、50、51、54、55、74、80，共12片；變色痕跡較嚴重葉片編號為17、18、19、20、21、36、44、46、48、53、56、57、58、59、65、67、68、69、75、76、77，共21片；痕