600犕犠機(jī)組次末級(jí)葉片斷裂原因分析

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1、６００犕犠機(jī)組次末級(jí)葉片斷裂原因分析鄭坊平，劉樹濤，王弘?，唐麗英（西安熱工研究院有限公司，西安７１００３２）摘要：通過化學(xué)成分分析、力學(xué)性能檢驗(yàn)、金相檢驗(yàn)及斷口分析等方法，對(duì)某廠６００ＭＷ機(jī)組次末級(jí)葉片斷裂原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：葉片的斷裂屬于高周疲勞斷裂。并針對(duì)葉片失效情況提出了預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；葉片；疲勞斷裂；顯微組織；力學(xué)性能中圖分類號(hào)：ＴＫ２６３．３文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ｂ文章編號(hào)：１００１４０１２（２０１０）０３０１９７０４犉狉犪犮狋狌狉犲犚犲犪狊狅狀犃狀犪犾狔狊犻狊犳狅狉犔犪狊狋犫狌狋狅狀犲犅犾犪犱犲

2、狅犳６００犕犠犛狋犲犪犿犜狌狉犫犻狀犲犣犎犈犖犌犉犪狀犵狆犻狀犵，犔犐犝犛犺狌狋犪狅，犠犃犖犌犎狅狀犵狕犺犲，犜犃犖犌犔犻狔犻狀犵（ＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｂｙｍｅａｎｓｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｔｅｓｔｉｎｇ，ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｒｅａｓｏｎｏｆｔｈｅｌａｓｔｂ

3、ｕｔｏｎｅｂｌａｄｅｏｆ６００ＭＷｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｗａｓｈｉｇｈｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅｆｒａｃｔｕｒｅ．Ｓｏｍｅｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅｂｌａｄｅｆａｉｌｕｒｅｗｅｒｅｂｒｏｕｇｈｔｆｏｒｗａｒｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅ；ｂｌａｄｅ；ｆａｔｉｇｕｅｆｒａｃｔｕｒｅ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ葉片是汽輪機(jī)中將汽流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為有用功的果見表１?？梢?/p>

4、葉片材料的化學(xué)成分符合ＧＢ／Ｔ極其重要的部件，它在運(yùn)動(dòng)著的水蒸氣介質(zhì)中工作，８７３２－２００４中的０Ｃｒ１７Ｎｉ４Ｃｕ４Ｎｂ鋼的化學(xué)成分過熱蒸汽中的氧易使葉片發(fā)生高溫氧化腐蝕，使其要求。疲勞強(qiáng)度降低；在濕蒸汽中的游離水分子由于過冷１．２力學(xué)性能檢驗(yàn)?zāi)Y(jié)成水滴，沖擊動(dòng)葉片易造成水沖蝕；在工作過程在失效葉片的葉身處加工兩個(gè)縱向拉伸試樣、中，動(dòng)葉片還承受著巨大的靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力及交變應(yīng)兩個(gè)縱向沖擊試樣及兩個(gè)硬度試樣（一個(gè)縱向和一［５］力，所有這些惡劣的工作環(huán)境，都將促使葉片斷裂個(gè)橫向）。拉伸試驗(yàn)依據(jù)ＧＢ／Ｔ２２８－２００２在［１－３

5、］失效。ＣＭＴ５２０５型拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行；沖擊試驗(yàn)依據(jù)［６］某電廠６００ＭＷ機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子反向次末級(jí)葉ＧＢ／Ｔ２２９－２００７在ＪＢＣ３００電子測(cè)力沖擊試驗(yàn)［７］片在服役時(shí)發(fā)生斷裂，葉片材料為０Ｃｒ１７Ｎｉ４Ｃｕ４Ｎｂ機(jī)上進(jìn)行；布氏硬度試驗(yàn)依據(jù)ＧＢ／Ｔ２３１－２００２鋼，級(jí)別相當(dāng)于ＧＢ／Ｔ８７３２－２００４［４］中的在ＨＢ３０００Ｃ型臺(tái)式硬度計(jì)上進(jìn)行，結(jié)果見表２。可見試樣的抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率和斷后收縮０Ｃｒ１７Ｎｉ４Ｃｕ４Ｎｂ（Ⅰ）鋼。為查找斷裂的原因，筆者對(duì)失效葉片進(jìn)行了理化檢驗(yàn)及分析。率均符合ＧＢ／Ｔ８７３２－２００

6、４對(duì)０Ｃｒ１７Ｎｉ４Ｃｕ４Ｎｂ（Ⅰ）鋼的要求，但試樣的規(guī)定非比例伸長(zhǎng)率為０．２％１理化檢驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力（犚）不符合ＧＢ／Ｔ８７３２－２００４對(duì)ｐ０．２１．１化學(xué)成分分析０Ｃｒ１７Ｎｉ４Ｃｕ４Ｎｂ（Ⅰ）鋼的要求，僅符合ＧＢ／Ｔ８７３２從失效葉片上取粉末樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，結(jié)－２００４對(duì)０Ｃｒ１７Ｎｉ４Ｃｕ４Ｎｂ（Ⅱ）鋼的要求；試樣的［８］沖擊吸收能量符合ＡＳＴＭＡ５６４－２００４對(duì)Ｔｙｐｅ收稿日期：２００９０４１５６３０級(jí)鋼（與０Ｃｒ１７Ｎｉ４Ｃｕ４Ｎｂ（Ⅰ）鋼相近）經(jīng)作者簡(jiǎn)介：鄭坊平（１９８０－），男，工程師，碩士。Ｈ１１５

7、０熱處理后的≥４１Ｊ的要求；布氏硬度值符合·１９７·鄭坊平等：６００ＭＷ機(jī)組次末級(jí)葉片斷裂原因分析表１葉片材料的化學(xué)成分分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Ｔａｂ．１Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｌａｄｅ（ｍａｓｓ）％條件ＣＳｉＭｎＰＳＮｉＣｒＣｕＡｌＴｉＮＮｂ檢驗(yàn)值０．０３４０．２４０．２２０．０２５０．００２１４．０５１５．６６３．１６０．００２９０．００６１０．０３００．２５≤≤≤≤≤３．８０～１５．００～３．００～≤≤≤０．１５～標(biāo)準(zhǔn)值０．０５５１．０００．５００．０３００．０２５４

8、．５０１６．００３．７００．０５００．０５００．０５００．３５表２葉片的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果Ｔａｂ．２Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｂｌａｄｅ條件犚ｍ／ＭＰａ犚ｐ０．２／ＭＰａ犃／％犣／％犓犞２／Ｊ硬度／ＨＢ９６５８９５１９．０６６．５２０２縱