某电厂汽轮机低压缸隔板断裂失效原因分析

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1、经验交DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．08．045某电厂汽轮机低压缸隔板断裂失效原因分析刘金状(广州粤能电力科技开发有限公司，广东广州510080)摘要：对某火力发电厂断裂的汽轮机组铸铁隔板进行了金相组织观察、硬度测试和机械结构分析。结果表明隔板的断裂主要是结构设计不合理引起的应力集中造成的。同时，对该铸件的焊接修复提出了合理化建议。关键词：汽轮机；灰铸铁；隔板；断裂中图分类号：TM621文献标识码：A文章编号：1009—9492(2014)08—0157—04FailureAnalysisforD

2、iaphragmFractureofLPCylinderofSteamTurbineinaPowerPlantLIUJin—zhuang(GuangzhouYuenengPowerTechnologyDevelopmentCo．，Ltd．，Guangzhou510080，China)Abstract：Thefractureofagrayeast-irondiaphragminLPcylinderofsteamturbineinapowerplantwasanalyzedbymeansofmetallographictest，hardn

3、esstestandstructureanalysis．Theresultssuggestthatitisnormalformicrostructureorhardness．Fractureismainlycausedbythestressconcentrationduetounreasonablestructuraldesign．Meanwhile，theproposalforrepairweldingofgraycastirondiaphragmisputforward．Keywords：steamturbine；graycast

4、iron；diaphragm；fracture火力发电在我国当前的电力结构中起着重要组为超高压、中间再热、双排汽单轴布置的冲动作用。汽轮机作为火力发电厂三大主机之一，其凝汽式机组，低压缸为径向扩压双排汽结构，低部件设备的安全可靠性直接影响到电源侧的安全压转子为双流共l2级，左右各6级。隔板全部采性。隔板作为汽轮机的一个重要部件，用于固定用变截面叶型，采用铸造隔板，隔板与内缸之间静叶片和阻止级间漏汽，它将汽轮机内部分隔为若干压力段，使高速流动的蒸汽汽流以特定方向流入动叶，从而起到导流蒸汽的作用。因此，隔板须有较高的强度和刚度，较好的严密

5、性。按照成型工艺的不同，隔板分为焊接隔板和铸造隔板两种结构。焊接隔板强度较好，常用于中、高参数汽轮机。铸造隔板由于加工比较容易，制造成本低，在中、低参数汽轮机上仍有较多应用。但随着汽轮机型号更新换代加速，用于汽轮机维护的同型号铸铁隔板备件有时难以及时得到，因此铸铁隔板的焊接修复技术研究仍具有一定意义。某火力发电厂135MW机组采用上海汽轮机厂生产的N135—13．24／535／535型汽轮机。该汽轮机图1#1隔板在螺孔附近沿45o裂开收稿日期：2014—07—28重豳冒亘口嫡用z型悬挂销的中分面支承方式。在某次检修降低。石墨的高熔点、

6、良好导热性以及铸铁件的中，发现该厂汽轮机低压缸的两块铸造上隔板断多孑L结构，致使铸铁件对焊接冷却速度十分敏裂，分别为“左旋第6级”隔板(以下简称#1隔感，铸铁焊补对预热和变形控制都有较高要求。板)和“右旋第6级”隔板(以下简称#2隔板)。要提高焊补部位的强度，适宜采用一些工艺成熟#1隔板断裂在中分面螺孔附近，断口呈现粗晶的铸铁专用焊条13]。连接断开的灰铸铁隔板，一般状，被表面的黑色氧化物覆盖(见图1)；#2隔板应制定完备的修复工艺使变形降到最低，同时采断裂于定位孔边缘最薄处(见图2)。每片隔板在用特定的结构设计避开应力集中区的影响，

7、从而工作时都承受较大的汽流冲力，螺栓等静定约束获得更好的焊接强度。力减少会导致振幅增大，影响隔板密封性和汽流按照GB9439—88《灰铸铁件》要求，HT250导向性。牌号隔板铸铁件的化学成分如表1所列。表1灰铸铁HT250的化学成分(质量分数)2取样实验结果2．1金相分析从隔板断块上根据金相分析要求取样。该断块成尖锥状，长约20cm。采用金相切割机横向切出一长方试块，再剖分为两个试样，见图3。对俯视图可见侧表面进行金相组织分析。浸蚀过的图2#2隔板在定位孔边缘裂开试样用于检查石墨形态，未浸蚀过的试样用于检查基体金属。1相关标准要求经查

8、阅设备技术资料，该汽轮机组制造于2001年，两隔板均采用灰铸铁HT250铸造，HT250牌号铸件彼时适用国家标准GB9439—88《灰铸铁件》。依据该标准，该牌号铸件上的布氏硬度值不超过HBW230—280。铸件硬度与强