乌沙山#4机组次末级叶片断裂原因分析2007.11

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1、浙江大唐乌沙山发电有限责任公司#4机组次末级叶片失效断裂原因分析报告浙江大唐乌沙山发电有限责任公司#4机组次末级叶片失效断裂原因分析报告编写：楼玉民郑宏晔审核：周正强批准：陶雷果浙江大唐乌沙山发电有限责任公司#4机组次末级叶片失效断裂原因分析报告目录1事件概况…………………………………………………………………………12初步宏观检查情况………………………………………………………………13试验分析……………………………………………………………………24综合分析……………………………………………………………………65初步处理建议………………………………

2、…………………………………………6浙江大唐乌沙山发电有限责任公司#4机组次末级叶片失效断裂原因分析报告【摘要】本报告通过化学成份，力学性能，金相组织，扫描电镜表面形貌测试，结合＃4机组次末级叶片的工况对断裂叶片进行了失效分析，认为裂纹起源于表面的机械损伤，经疲劳扩展后最终导致断裂。【关键词】叶片断裂金相扫描电镜1事件概况浙江大唐乌沙山发电有限责任公司＃4机组于2007年10月6日04：41分机组并网，22：34分机组负荷495MW，5号瓦振突然增大，由15.72上升至59.03um;轴振X方向由37.53上升至71.02um；轴振Y方向由28.7

3、6上升至82.20um。22：46分，凝结泵出口Na含量达99.5μg/l，化学手测为100μg/l。对凝结器进行隔绝，隔绝循环水内圈后,凝结泵出口Na开始下降，7日00：05Na下降至7μg/l。根据机组运行状况及振动情况的初步分析，造成＃5轴承轴振及瓦振突然增加以及凝结器钛管的泄漏的原因为低压转子叶片断裂，机组于2007年10月7日5：01分打闸停机。后经检查发现低压反向末级叶轮司太立合金有被异物击伤脱落现象。2007年10月9日，经浙江省电科院和哈尔滨汽轮机厂有关专家到现场确定需要汽轮机揭缸检查。2.初步宏观检查情况2007年10月9日，经

4、过对Ⅱ低压外缸以及Ⅱ内缸进行了解体检查，检查情况如下：2.1发现低压反向次末级靠近叶顶处叶片断裂，大约长度为40mm；见宏观照片1～6。2.2反向末级叶片14、22、24、32、43、61司太立合金局部脱落。2.3对凝结器内部检查发现凝结器内圈钛管泄漏一根；未发现叶片掉落的残存物。照片1：现场断口俯视、侧视照片第6页共6页浙江大唐乌沙山发电有限责任公司#4机组次末级叶片失效断裂原因分析报告照片2：第96片97片撞击部位照片3：起裂部位照片4：断裂叶片宏观形貌3试验分析3.1化学成分表10Cr17Ni4Cu4Nb的化学成分（%）项目CSiMnPSC

5、rNiNbNCu标准值≤0.055≤1.0≤0.50≤0.035≤0.03015.0-16.03.8-4.50.15-0.35≤0.0503.0～3.7实测值0.0300.3260.3520.0210.01015.64.160.216/3.42断裂叶片的化学成份符合要求。第6页共6页浙江大唐乌沙山发电有限责任公司#4机组次末级叶片失效断裂原因分析报告3.2力学性能表20Cr17Ni4Cu4Nb的室温力学性能项目屈服强度（MPa）抗拉强度（MPa）延伸率（%）断面收缩率（%）冲击功（J）硬度HB标准值750～890900≥16.0≥55.0----

6、--277～311实测值7509152071.5195297断裂叶片的化学成份符合要求。3.3金相组织照片5：叶片基体组织100×照片6：叶片基体组织500×第6页共6页浙江大唐乌沙山发电有限责任公司#4机组次末级叶片失效断裂原因分析报告照片7：叶片断口组织－1200×照片8：叶片断口组织－2200×0Cr17Ni4Cu4Nb的金相组织为均匀的回火马氏体，金相组织正常。3.4扫描电镜分析照片9：断裂叶片断口宏观形貌第6页共6页浙江大唐乌沙山发电有限责任公司#4机组次末级叶片失效断裂原因分析报告照片10：断裂起裂源部位形貌照片11：断裂疲劳扩展部位

7、形貌照片12：断裂疲劳扩展部位形貌第6页共6页浙江大唐乌沙山发电有限责任公司#4机组次末级叶片失效断裂原因分析报告4.综合分析叶片材料的金相组织、力学性能、化学成份均符合要求，宏观和断口扫描电镜分析认为，起裂部位在叶片的横截面的出汽侧的中间部位（如照片2、3所示），且断口有明显的疲劳扩展现象。分析认为裂纹起源于表面的机械损伤，经疲劳扩展后最终导致断裂。5.初步处理建议5.1.对断裂的叶片及相邻的两级叶片进行更换处理；5.2.对末级叶片进行无损探伤检查，发现问题进行更换叶片处理，对末级叶片司太立合金进行修复或重新更换处理。5.3.对隔板静叶以及其它

8、部件进行进一步检查。5.4.今后该机组开缸后，对次末级叶片以前部位进行仔细检查，是否有异常情况。第6页共6页