600犕犠机组次末级叶片断裂原因分析

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1、600犕犠机组次末级叶片断裂原因分析郑坊平,刘树涛,王弘?,唐丽英(西安热工研究院有限公司,西安710032)摘要:通过化学成分分析、力学性能检验、金相检验及断口分析等方法,对某厂600MW机组次末级叶片断裂原因进行了分析。结果表明:叶片的断裂属于高周疲劳断裂。并针对叶片失效情况提出了预防措施。关键词:汽轮机;叶片;疲劳断裂;显微组织;力学性能中图分类号:TK263.3文献标志码:B文章编号: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叶片是汽轮机中将汽流的动能转换为有用功的果见表1。可见

4、叶片材料的化学成分符合GB/T极其重要的部件,它在运动着的水蒸气介质中工作,8732-2004中的0Cr17Ni4Cu4Nb钢的化学成分过热蒸汽中的氧易使叶片发生高温氧化腐蚀,使其要求。疲劳强度降低;在湿蒸汽中的游离水分子由于过冷1.2力学性能检验凝结成水滴,冲击动叶片易造成水冲蚀;在工作过程在失效叶片的叶身处加工两个纵向拉伸试样、中,动叶片还承受着巨大的静应力、动应力及交变应两个纵向冲击试样及两个硬度试样(一个纵向和一[5]力,所有这些恶劣的工作环境,都将促使叶片断裂个横向)。拉伸试验依据GB/T228-2002在[1-3

5、]失效。CMT5205型拉伸试验机上进行;冲击试验依据[6]某电厂600MW机组低压转子反向次末级叶GB/T229-2007在JBC300电子测力冲击试验[7]片在服役时发生断裂,叶片材料为0Cr17Ni4Cu4Nb机上进行;布氏硬度试验依据GB/T231-2002钢,级别相当于GB/T8732-2004[4]中的在HB3000C型台式硬度计上进行,结果见表2。可见试样的抗拉强度、断后伸长率和断后收缩0Cr17Ni4Cu4Nb(Ⅰ)钢。为查找断裂的原因,笔者对失效叶片进行了理化检验及分析。率均符合GB/T8732-200

6、4对0Cr17Ni4Cu4Nb(Ⅰ)钢的要求,但试样的规定非比例伸长率为0.2%1理化检验时的应力(犚)不符合GB/T8732-2004对p0.21.1化学成分分析0Cr17Ni4Cu4Nb(Ⅰ)钢的要求,仅符合GB/T8732从失效叶片上取粉末样进行化学成分分析,结-2004对0Cr17Ni4Cu4Nb(Ⅱ)钢的要求;试样的[8]冲击吸收能量符合ASTMA564-2004对Type收稿日期:20090415630级钢(与0Cr17Ni4Cu4Nb(Ⅰ)钢相近)经作者简介:郑坊平(1980-),男,工程师,硕士。H115

7、0热处理后的≥41J的要求;布氏硬度值符合·197·郑坊平等:600MW机组次末级叶片断裂原因分析表1叶片材料的化学成分分析结果(质量分数)Tab.1Theresultsofthechemicalcompositionoftheblade(mass)%条件CSiMnPSNiCrCuAlTiNNb检验值0.0340.240.220.0250.00214.0515.663.160.00290.00610.0300.25≤≤≤≤≤3.80~15.00~3.00~≤≤≤0.15~标准值0.0551.000.500.0300.0254

8、.5016.003.700.0500.0500.0500.35表2叶片的力学性能试验结果Tab.2Theresultsofthemechanicalpropertiesoftheblade条件犚m/MPa犚p0.2/MPa犃/%犣/%犓犞2/J硬度/HB96589519.066.5202纵

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