汽轮机低压转子叶片断裂原因分析.pdf

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1、第39卷第1期2017年1月上海金属SHANGHAIMETALSV01．39，No．1Jan，201765汽轮机低压转子叶片断裂原因分析牛玉静1冯文吉1蒋成虎2马东方1高秀娜1(1．国网河南省电力公司电力科学研究院，河南郑州450000；2．国家电投技术信息中心，河南郑州450000)【摘要】通过现场调查、断口分析和理化检验，以及机组运行期间所检出叶片裂纹分布情况的研究，对某电厂汽轮机低压转子末级叶片的断裂原因进行了分析。结果表明，末级叶片硬质合金存在原始镶焊质量不良区域，在机组长期运行后形成了疲劳裂纹，最终导致叶片断裂。【关键词】汽轮机低压转子末级叶片断裂分析FractureAna

2、lysisofLow-pressureRotorforSteamTurbineNiuYujin91FengWenjilJiangChenghu2MaDon出n91GaoXiunal(1．StateGridHenanElectricPowerResearchInstitute，ZhengzhouHenan450000，China；2．SPICInformation&TechnologyCo．，Ltd(Center)．，ZhengzhouHenan450000，China)【Abstract】Thefracturecausesoflaststagebladesforlow—pressur

3、eturbinerotorinapowerplantwereanalyzedthroughthefieldsurvey，fractureanalysis，physical&chemicaltestingsandresearchonthedistributionofthedetectedbladecrackduringplantoperation．Theresultsshowedthattherewasbadlyweldedareabetweenlaststagebladeandhardalloy，andthatfatiguecrackswereformedinthelongrunof

4、theunit，whichultimatelycausedthebladefracture．【KeyWords】steamturbine，low．pressurerotor，laststageblade，fractureanalysis汽轮机叶片按其工作性质可分为动叶片及静叶片两种类型。动叶片又称为工作叶片，主要起传递动力的作用；静叶片又称为导向叶片，主要起导向流体的作用¨J。由于叶片工作条件恶劣，受力情况复杂，断裂事故经常发生，且后果又较严重，所以对叶片断裂事故的分析研究至关重要‘2·3

5、。某电厂汽轮机型号为NC200／160—12．7(130)／535／535一ID35系列，由东

6、方汽轮机厂生产。图1为该汽轮机低压转子叶片结构，采用分流布置，正反向各6级，其中末级叶片数量为2×94片，采用七叉型叶根，叶身长度为851mm，通过自带围带和拉筋的焊接5～6片叶片形成一组。叶片材质为2Crl1NiMolV钢，为提高末级叶片的抗冲蚀能力，由叶片顶部起始在进汽边背弧镶焊了长280mm的司太立硬质合金(C060Cr30W5)(见图2)。图1汽轮机叶片结构Fig．1Structureofsteamturbineblades该电厂汽轮机在运行期间，电机侧低压转子末级第14组第6片动叶片发生断裂(见图3)，并造成部分同级叶片损伤。叶片断裂面距叶片顶部280mm，与叶片长度方向成

7、90。，位于叶片镶焊司太立合金的交界处。作者简介：牛玉静，女，工程师，硕士，主要研究方向为电厂用高温高压部件金属材料失效分析，Email：Niuyujin92163．con上海金属第39卷图2进汽侧背弧镶焊的硬质合金宽度Fig．2Widthofthehardalloyweldinglayeronsteamadmissionside该机组于1992年投运，截止本次叶片断裂，累计运行144631h，2009年大修后累计启停20次。图3断裂叶片宏观形貌Fig．3Macrographoffracturedblade1试验材料分析采用NitonXL3T便携式数字合金分析仪对断裂叶片的材质进行检

8、验，其主要合金成分检验结果均符合有关标准要求，见表1。表I叶片基体和硬质合金的化学成分(质量分数)Table1Chemicalcompositionofsteamturbinebladeandhardalloy(massfraction)％检验部位CrMoNiVMnCuTiW断叶10．891．020，470．240．540．07／断叶合金成分标准(DZ2．15．4．6—1999)范围：Crl0．5～11．5；MoO．9～1．1；Ni≤o．5；V0．15～0