国产200MW汽轮机叶片断裂原因分析.pdf

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1、第58卷第2期2016年4月汽轮机技术TURBINETECHNOLOGYV01．58No．2Apr．2016国产200MW汽轮机叶片断裂原因分析邓楠1，李钢2，马升江1(1国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，沈阳110006；2国电吉林龙华长春热电一厂，长春130052)摘要：某电厂200MW机组正常运行时5瓦、6瓦振动异常增大，经揭缸检查发现高压第2级动叶片断裂两片。通过对断裂叶片的化学成分、力学性能、金相组织、断El电镜扫描、同型机组运行情况及受力分析，得出叶片断裂原因是叶片安装质量不好，振动下传至叶根造成叶片断裂。关键词

2、：汽轮机；叶片；断裂分类号：TK267文献标识码：A文章编号：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前言某电厂l号机组汽轮机为超高压、冲动式、一次中间再

5、热、三缸双排汽、双抽、凝汽式汽轮机，型号为CCl40／N200—130／535／535，额定功率为200MW。2014年3月4日4时26分，1号机组在正常运行中，因5瓦振动突然增大，达到振动保护动作限值，机组跳闸。经初低压转子反向第2级动叶片(第29级)断裂两片。断口在叶片根部第一排销钉处，围带脱落5组，全部围带出汽侧均磨损。1低压反向第2级叶片主要设计技术参数低压反向第2级动叶片整圈共150片，7片或9片围带铆接成组连接方式，共18组，叶片为双叉型叶根，叶片型线步分析，怀疑低压转子转动部件脱落。后经揭缸检查，发现号为3．425

6、4，叶片主要技术参数见表l。表1低压反向第2级叶片主要技术参数2叶片断El宏观形貌叶片断裂部位如图1所示，具体位置为叶片根部上一排销钉孔处，现场叶根断13形貌如图2所示，对应的断裂叶根形貌如图3、图4所示。由于现场条件所限，现场叶根断口细节难以确定(断裂的叶根断口形貌已被严重破坏)，从断FI特征上大致判断，出汽侧(图2中右侧断FI)断1：1很平整，起裂区及最后断裂区域不明显，整个断面属疲劳断裂；进汽侧(图2中左侧断口)断收稿13期：2015—12-01作者简介：邓楠(1966．)，男，高级工程师，从事汽轮机叶片和节能技术研究工作

7、。图1现场断裂叶片位置第2期邓楠等：国产200MW汽轮机叶片断裂原因分析157图2现场叶根断口形貌图3进汽侧断裂叶根断口形貌图4出汽侧断裂叶根断口形貌图口左侧(大于1／2面积)较平整，中间可见疲劳条纹，右侧约1／4面积为最后剪切断裂区域，裂纹由左侧近销钉处形成，向右侧对角方向疲劳扩展，当叶根剩余强度不足时引发最后剪切断裂。断口宏观特征表明：叶根两侧断口均属于疲劳断裂，出汽侧断口较进气侧断1：3较早断裂，进汽侧断口裂纹源在左侧近销钉处，轴向振动应力是引发其断裂的重要因素。3叶片断裂原因分析3．1叶片探伤检查对全部低压10级叶片和叶

8、根进行了超声波检查，对反向第二级动叶片进行了宏观和渗透检测，对全部低压10级隔板静叶片进行了渗透检测，其中反向第2级动叶片围带多处断裂、脱落和磨损，叶身多处受打击变形，其余未发现异常。3．2断裂叶片化学成分分析在断裂叶片及未断裂叶片上分别取样进行化学成分分析，试