汽轮机叶片表面裂纹检查方法及影响因素
汽轮机叶片断裂的原因
汽轮机叶片断裂的原因 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020汽轮机叶片的损坏形式主要是疲劳断裂。
由于叶片工作条件恶劣，受力情况复杂，断裂事故较常发生，且后果又较严重，所以对叶片断裂事故的分析研究一直受到特别重视。
按照叶片断裂的性质，可以分为短期超载疲劳损坏、长期疲劳损坏、高温疲劳损坏、应力疲劳损坏、腐蚀疲劳损坏、接触疲劳损坏等六钟。
1、期超载疲劳损坏这种损坏是指叶片受到外加较大应力或受到较大激振力，而振动次数低于107次就发生断裂的机械疲劳损坏。
如叶片受到水击而承受较大的应力，或因转子不平引起振动及安装不良存在周期力等较大的低频激振力，当这些力引起叶片共振时，叶片会很快断裂。
叶片短期超载疲劳损坏的宏观特征为：断面粗糙，疲劳前沿线（即贝壳纹）不明显，断面上疲劳区面积小于最终静撕断区面积；经受水击而损坏的叶片的断面呈“人”字形纹络特征。
防止短期超载疲劳损坏的主要方法是：防止水击，作好消除低频共振的调频及在正常周波下运行。
2、长期疲劳损坏长期疲劳损坏是指叶片运行中承受低于疲劳强度极限而应力循环次数又远高于107次发生的一种机械疲劳损坏。
造成长期疲劳损坏的原因有：叶片或叶片组在高频激振力作用下引起的共振损坏；叶片表面缺陷处出现局部应力集中而发生的疲劳损坏；低频率运行、超负荷运行使某些级的叶片应力升高导致提早损坏等等。
长期疲劳损坏在电厂叶片断裂事故中最为常见。
防止长期疲劳损坏的办法是：按规定避开高频激振力共振范围，提高叶片加工质量和改善运行条件。
如防止低周波、超负荷运行，防止腐蚀和水击等。
3、高温疲劳损坏高温疲劳损坏是指由蠕变和疲劳共同作用所形成的介于静应力产生的蠕变和动应力产生的疲劳之间的一种损坏形式。
裂纹源部位呈蠕变现象，断裂性质为持久断裂和疲劳断裂的组合，而且往往伴随着材料组织的变化。
高温疲劳损坏裂纹基本上是穿晶的，断口宏观貌有贝壳花纹，断口微观貌有较厚的氧化皮。
汽轮机叶片断裂原因分析及防范措施
汽轮机叶片断裂原因分析及防范措施伍爵技术协作信息技术推广与应用汽轮机叶片断裂原因分析及防范措施武有军李恒坤/蒙华泰热电厂摘要:由于汽轮机叶片工作务件恶劣,受力情况比较复杂,断裂事故较常发生,且后果又比较严重,所以对叶片断裂的原因进行分析, 同时提出相关防范措施就显得尤为重要,文章就此进行分析.关键词:汽轮机;叶片断裂一,引言在汽轮机发生的事故中,由于汽轮机叶片损坏而发生的占主要部分,而这其中汽轮机叶片的断裂,对机组的运行来说是一种危害甚大且较多发生的故障.叶片断裂事故的防止,又因单机容量日益增大,叶片长度增加,叶片的工作应力上升而变得13趋复杂.因此,找出叶片断裂的原因并提出预防措施,这对汽轮机的安全运行是很有必要的.二,汽轮机叶片的组成1.叶型:叶片的主要工作部分,汽流通过由相邻叶片的型线部分构成的通道,完成能量转换.2.叶根:将叶片固定在转子叶轮上的装配部分.3.围带,拉筋等:属于连接件,把几只或整圈叶片连成叶片组,并可调整叶片的自振频率和减少叶片所受的动应力.三,叶片断裂的主要现象分析1.汽轮机内或凝汽器内产生突然的声响.2.机组振动突然增大或抖动,轴向位移显示增大或摆动.3.叶片损坏较多时,同样负荷下蒸汽流量增加,监视段压力上升.4.断裂的叶片可能进入抽汽管道,造成逆止门卡涩等.5.停机惰走或盘车状态能听到金属摩擦声.6.可能引起轴瓦温度和回油温度升高,这是因转子平衡遭到破坏而造成的,同时推力瓦温度上升.7.停机过程经过临界转速区时振动明显增加.四,汽轮机叶片断裂的原因分析众所周知,热电厂汽轮机叶片,特别是动叶片,所处的工况条件及环境极为恶劣.主要表现在应力状态,工作温度,环境介质等方面.汽轮机在工作时,动叶片承受着最大的静应力及交变应力.静应力主要是转子旋转时作用在叶片上的离心力所引起的拉应力,叶片愈长, 转子的直径及转速愈大,其拉应力愈大.所以处于次末级的这两失效叶片,受到了相当大的拉应力.此外,由于蒸汽流的压力作用还产生弯曲应力和扭力,叶片受激振力的作用会产生强迫振动;当强迫振动的频率与叶片自振频率相同时即会引起共振,振幅进一步加大,交变应力急剧增加,会导致叶片发生疲劳断裂.汽轮机的每一级叶片工作温度都不相同,第一级叶片所处的温度最高,大约535~C左右;随后由于蒸汽逐级做功,温度逐级降低,直到末级叶片将降低到IO0~E以下.这两片次末级失效叶片所处的温度是95℃,在这个部位会有游离水分子存在,游离水分子由于过冷凝结成水滴,冲击动叶片进汽侧背弧面,造成水冲蚀.叶片在水蒸汽介质中工作,其中多数是在过热蒸汽中工作,末级叶片是在潮湿蒸汽中工作;过热蒸汽中含有氧,会造成高温氧化腐蚀,生成腐蚀性盐而影响叶片的疲劳强度;湿蒸汽区,可溶性盐垢(如钠盐)吸收水珠成为电解液,造成电化学腐蚀.汽轮机叶片的点蚀是一个电化学的过程.金属与电解质相互作用,阳极发生溶解,铁原子失去电子成为Fe.叶片表面钝化膜的不均匀或破裂,微区化学成分的差异,残余应力较高均为产生点蚀的原因,当介质中含有活性阴离子(c1]时,它们被吸附在金属表面某些点上,形成微电池.膜破坏处成为阳极,而未破坏处为阴极.由于阳极面积比阴极小得多,阳极电流密度大,很快被腐蚀成小孔,溶液中的cl—随着电流向小孔里迁移,使小孔内金属氯化物浓度升高.由于氯化物的水解,小孔内溶液的酸度增加,加上小孑L内氧的供应困难,阻碍孔内金属的再钝化,使孑L内金属处于活化状态,不断受到腐蚀.在交变应力的作用下,在点蚀坑底部会有应力集中而促进裂纹的萌生,形成微裂纹,继而扩展成宏观裂纹,当裂纹扩展到一定的程度时,叶片发生最终的断裂,整个过程是一个腐蚀疲劳断裂过程.此外,由于叶片根部松动,叶根参加振动,使叶根之间或叶片与叶轮机接触面产生往复微量相对摩擦运动而造成机械损坏.同时摩擦表面材料晶体滑移和硬化,使硬化区内产生许多平行的显微裂纹,并不断扩展,从而引起疲劳断裂.五,防范措施探讨1.机组启动前必须对来汽管道充分疏水,启动中蒸汽须保持较高的过热度,当启动或运行中蒸汽温度突然直线下降50%或lOmin内下降50~C时,应立即打闸停机或者发现汽温突然下降,并且来汽管道,主汽门,调节汽门冒白汽时,也应立即果断打闸停机.2.机组启动前应将轴向位移保护投入,运行中不得将轴向位移保护退出,特别是启动中,进行主汽门,调节汽门严密性试验时,轴向位移保护动作后不得以怀疑其误动为理由退出保护强行挂闸.在轴向位置指示达到定值,如保护不动作时,应立即打闸停机.3.并列运行的机组要有串联截止门,保证减温水管路切断可靠,以防止停机状态或启动给水泵后水漏入热态的汽轮机.锅炉打压时,要采取严密的措施阻隔水进入母管.4.采取防止加热器满水返人汽缸的措施,尤其是抽汽逆止门不严密或者加热器铜管易破裂的机组,要经常监控水位变化.5.完善调节各抽汽门等可能有水进入汽缸的温度测点,以便于及时监视汽缸进水或进冷汽并定期试验,确保抽汽逆止门动作可靠,严密不漏.6.改进疏水系统使其管道,联箱,容器的断面或容积适应疏水量的需要,并按压力合理布置进入联箱,容器的位置顺序,确保各级疏水畅通,不发生疏水压力升高返入汽缸.在机组整体布局设计上,一定要注意疏水联箱的底部标高应高于凝汽器热水井最高点的标高,必要时可开大级间疏水孔或取消疏水环,抽汽机组要保证抽汽口间的联络疏水常通.7.确保门杆漏汽管道和汽机溢汽管道上的逆止门动作可靠,截止门严密不漏,防止除氧器满水返入汽缸.8.新机组验收时应检查确定叶片经探伤,测频合格.投产后大修中应对叶片进行损伤检查,发现问题及时解决.9.经常保持系统频率在合格范围内运行,并尽可能减少机组在偏离正常频率下的运行时间.1O.机组运行中振动突然增加,听到甩脱叶片的撞击声,机组内部有摩擦声以及出现凝汽器铜管突然泄漏等情况,是掉叶片故障的征兆, 应按规程规定果断停运机组进行检查,切不可拖延时机,否则将造成设备严重损坏.l1.发生个别叶片断落故障后,可对断裂叶片采取对称切割叶片技术措施,还应对未断落的叶片全面进行探伤,测频检验,确认无问题后方可恢复机组运行.此外,应加强机组运行中的监视,尤其是在机组启,停,加减负荷过程中,必须加强对汽压,汽温,出力,真空,胀差,串轴,振动等的监视,精心调整,不允许这些参数剧烈变化,严格执行规程规定.启,停机过程应按照操作票和启,停机睦线逐步进行操作;同时还要加强汽,水品质的监督,防止叶片结垢,腐蚀;另外,若停机时间较长,应做好保养工作,现经常用的方法是真空干燥法,有效地防止了通流部分锈蚀.充分利用机组大修,小修机会对叶片进行重点检查和探伤,及时发现问题,从而把事故消灭在萌芽之中.参考文献【1】谢永慧,孟庆集:汽轮机叶片疲劳寿命预测方法的研究Uj,西安:西安交通大学,2002;【2】王江洪,齐琰,苏辉等:电站汽轮机叶片疲劳断裂失效综述01,汽轮机技术,2004;【3】程绍兵,刁伟辽:300MW汽轮机叶片点蚀损伤机理分析及预防措施UJ,热力发电,2003;【4】韩彦波:汽轮机叶片裂断事故剖析[1],黑龙江科技信息,2007.?l35?。
2Cr13汽轮机叶片裂纹磁粉检测工艺选择与应用
2Cr13汽轮机叶⽚裂纹磁粉检测⼯艺选择与应⽤⼀、前⾔ 2004年起，某汽轮机⼚制造的N135—13．24／535／ 535型135MW机组。
低压末级叶⽚频繁出现裂纹。
最严重时正级末级105⽚叶⽚有96⽚存在裂纹，个别裂纹可以⾁眼观察。
汽轮机叶⽚为⾼速转动部件，运⾏环境和受⼒状况复杂，是发电⼚重要的⾦属监督对象。
低压末级叶⽚具有较⼤的体积和质量，如果叶⽚断裂，不仅会损坏其它叶⽚，还可能因为断叶⽚卡阻，破坏转⼦的动平衡，导致轴系失稳，成为重⼤事故的诱发因素。
⼆、叶⽚裂纹特点 这些机组投运时间均在2003年，低压末级叶⽚发现裂纹时间均为机组投运后第⼀次⼤修，低压末级叶⽚，正、反级均发现裂纹叶⽚(正级较多)，低压末级叶⽚裂纹位于叶⽚进汽侧内弧⾯，在距叶顶约100—200mm范围内，呈横向密集、平⾏分布，裂纹长度(进汽⾄出汽侧⽅向) 约为l~12mm，低压末级叶⽚裂纹起始于叶⽚内弧⾯与进汽侧端部拐⾓处，沿内弧⾯向外弧⾯和出汽侧⽅向扩展。
在此种叶⽚检测时，检测结果对⽐发现渗透检测对⼩裂纹的检出率明显⾼于磁粉检测(见图1⼀图2)。
图1 某电⼚#1机低压末级叶⽚内弧进汽侧裂纹渗透检测形貌图2 某电⼚#1机低压末级叶⽚内弧进汽侧裂纹磁粉检测形貌三、裂纹成因分析 由于末级叶⽚的湿度相对较⼤，叶⽚易受到冲刷。
为了增加耐冲刷的能⼒，⼀般对圆周速度⼤于250⽶／秒的叶⽚作表⾯强化处理，⽬的是提⾼表⾯硬度来增加叶⽚的耐磨性。
为了保证表⾯强化处理硬化层的质量，应制订表⾯强化处理⼯艺，并在实际操作中严格执⾏表⾯强化处理⼯艺，否则硬化层将产⽣缺陷，从⽽降低叶⽚的使⽤寿命。
从制造⼚了解的情况和叶⽚宏观检查表明．此135MW 机组低压末级叶⽚采⽤了对进汽侧局部表⾯淬⽕和电⽕花强化⼯艺。
裂纹不是单⼀的⼀条裂纹向内扩展，⽽是呈多束、平⾏、环形分布，见图l、2。
这说明微裂纹不是在运⾏中较⼤的离⼼⼒和振动疲劳应⼒下产⽣的，⽽是在叶⽚进⾏表⾯强化后产⽣的。
电站汽轮机低压转子叶片裂纹形成原因分析
第 63 卷 第 2 期2021 年 4 月汽 轮 机 技 术TURBINE TECHNOLOGYVol. 63 No. 2Apr. 2021电站汽轮机低压转子叶片裂纹形成原因分析刘文生(中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院，郑州450000)摘要:对某电厂汽轮机低压转子末3级含裂纹叶片取样,进行宏观观察、光谱分析、力学性能试验、显微硬度检验、 显微组织及能谱等分析。
试验结果表明：叶片的合金成分符合相关要求，叶片材料的强度、塑性和韧性等相关指标 均符合标准要求;裂纹起源及裂纹尖端未见腐蚀性元素。
叶片热处理工艺控制不佳，岀汽侧边缘硬度和组织不均匀,存在较大的残余应力，材料的抗疲劳性能降低，塑韧性变差，在离心力和蒸汽压力等周期性交变应力作用下发 生疲劳开裂。
实现叶片岀汽侧边缘硬化层的无损检测是未来发展的一个重要方向。
关键词：低压转子叶片；出汽侧边缘;硬度不均匀；疲劳开裂分类号:TG142.73 文献标识码：A 文章编号：1001-5884 (2021 )02-0157-04Cause Analysis of Blade Fracture for Steam Turbine Low-pressure Rotorin One Power PlantLIU Wen-sheng( Central-China Electric Power Research Institute, China Datang Corporation Science andTechnology Research Institute, Zhengzhou 450000, China )Abstract :Macroscopic observation, spectral analysis , mechanical property test, micro-hardness test, microstructure andenergy spectrum analysis were carried out which taken from the last 3rd stage fractured blades of a steam turbine low-pressure rotor in a power plant. The results show that the alloy composition of the blade meets the relevant requirements ,and the strength , plasticity and toughness of the blade meet the requirements of the standard. Meanwhile no corrosive elements were found at the crack origin and crack tip. The hardness and microstructure of the outlet side edge are notuniform because of the improper heat treatment. This leads to the large residual stress, the lower fatigue resistance andpoorplastic toughness. So the fatigue crack occurred under the action of periodic alternating stresses such as centrifugal force andsteam pressure. And it is an important direction for the future development to realize the non-destructive testing of the hardened layer in the outlet side edge of blade.Key words : low-pressure blade ； outlet side edge ； uneven hardness ； fatigue cracking0前言1试验材料及方法汽轮机动叶片是汽轮机将汽流的动能转换为机械能的重要金属部件，在工作过程中，汽轮机动叶片承受的是转子 旋转时离心力引起的拉应力、蒸汽流压力引起的弯曲应力和扭力以及复杂的交变应力［1］。
汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析
汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析摘要：在工业生产中，汽轮机作为重要设备，与工业生产有着密切的关系。
为了保障工业良好生产，需要保障汽轮机稳定运行，本文以汽轮机叶片为例，分析汽轮机叶片断裂的故障和原因，然后根据具体原因提出建设性防治措施，降低汽轮机叶片断裂发生的概率，从而保证汽轮机稳定运行。
关键词：汽轮机；断裂；故障诊断；处理引言汽轮机在工业生产中占有重要的地位，直接关系着工业是否能够稳定生产，因此在实际生产中需要保证汽轮机稳定运行。
但在实际中，由于工作环境等因素，汽轮机在运行过程中经常会出现叶片断裂的情况，严重影响了汽轮机正常运行，给工业生产带来了不良的影响。
基于此，需要对汽轮机叶片断裂问题展开探究，分析叶片断裂出现的原因，然后制定有效的解决措施。
1汽轮机叶片发生断裂故障的现象及原因1.1汽轮机叶片发生断裂故障的现象当汽轮机叶片发生断裂故障时，会伴随着以下一些现象发生，技术人员可以根据这些现象来判断汽轮机叶片是否出现断裂，其中具体内容有以下几点：①当听到汽轮机内部或凝汽器内部出现金属碰撞的声音，则表明有异物进入到汽轮机内部或者凝汽器内部，而汽轮机一般都有做密封处理，因此外来异物进入可能性比较低，很有可能就是汽轮机叶片发生断裂；②机组突然出现激烈的振动或者振幅突然增加，则可以检查汽轮机叶片情况，观察其是否出现断裂的问题；③当出现倒止门卡涩的情况，可以检查是否是汽轮机断裂的叶片进入到抽气管中引起的[1]；④当在盘车时，听到设备里面有金属摩擦声音，这也有可能是汽轮机叶片发生断裂引起的；⑤当汽轮机叶片出现损伤时，相同载荷下，蒸汽流量会变大，而且监控区段的压力也会增大。
1.2汽轮机叶片发生断裂故障出现原因工业汽轮机叶片发生断裂故障是多方面因素引起的，因此在对汽轮机叶片断裂故障进行处理，需要确定故障发生的原因，其中比较常见的原因有以下几点。
第一，机械损伤。
在汽轮机运行时，如果有外来的杂质随蒸汽进入汽轮机内，就会给叶片造成损伤。
汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析
汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析摘要：由于机组设计、制造精度和正常运行等技术问题，汽轮机组在运行过程中，叶片断裂等事故时有发生。
叶片本身的断裂和二次损坏直接威胁到汽轮发电机组的安全稳定运行。
基于此本文就汽轮机叶片断裂故障诊断及处理进行阐述，以供参考。
关键词：汽轮机组;叶片故障;故障诊断;故障诊断系统;1汽轮机叶片断裂机理1.1工作温度对汽轮机叶片的影响在汽轮机叶片处于工作状态中，叶片特别是动叶片，一般会工作在非常恶劣的条件里，例如，温度和热应力，就会导致叶片受到电化学腐蚀和水珠的侵蚀，正如人们都知道的电化学腐蚀是这些腐蚀中最严重的，电化学腐蚀甚至会损害汽轮机叶片，使叶片会出现裂纹。
有时候，汽轮机叶片需要在特定的高温环境下工作，这对于汽轮机叶片来说是最需要克服的困难。
汽轮机各阶段的叶片在运行过程中的温度不同，首先，前一阶段的叶片处于高温状态，随后的各个阶段叶片的温度会逐渐下降，直至最后一阶段的温度也会下降，最后一阶段的叶片中会有大量的水分，这些水分凝结成水珠，然后撞击汽轮机的动叶片，导致严重水蚀现象发生。
1.2应力状态对汽轮机叶片的影响汽轮机启动时，其下方的风机叶片通常会受到一些大面积的热静应力和热交变应力。
高静应力是因为发电机转子叶片在旋转操作期间需要在叶片方向上承受较大的机械离心力而旋转。
汽轮机旋转叶片旋转越长，转子叶片的最大速度应力变化越大，承受的离心力越大，产生的拉应力越大。
此外，在实际工作或循环使用期间，汽轮机转子上总会有一定量的高温蒸汽流。
在这些巨大高压蒸汽流的强烈作用下，将带来汽轮机巨大的高温压力流，叶片表面也将承受自然运动产生的具有一定强度的径向弯曲应力场和径向扭转。
当该振动的波频与汽轮机叶片上产生的固有振动波频完全一致时，叶片将在该径向激振力场产生的强大作用下被迫弯曲和振动，一定频率振幅变化的电磁共振现象会自动发生，振幅会增加，交变应力会逐渐增加，导致汽轮机叶片因过度疲劳而断裂。
汽轮机叶片损坏原因及预防
一、概述汽轮机叶片损坏事故包括叶片裂纹、断落、水蚀、围带飞脱、拉筋开焊或断裂。
叶片损坏是电厂常见的一种设备损坏事故。
本文从常见叶片事故发生时的征象入手,介绍了叶片损坏的原因最后提出了防止叶片断裂和损坏事故的发生的方法。
二、汽轮机叶片事故的现象常见叶片事故发生时的征象单个叶片或围带断落飞出时,会发生金属撞击声;调节级围带飞脱时,如果堵在下一级叶片上或调节级后某级叶片断落时通流部分堵塞,将使调节级汽室压力或某些抽汽压力升高;低压末级叶片或围带飞脱落入凝汽器时,在凝汽器内有碰击声,若打坏凝汽器铜管,将会使凝结水硬度和电导率突增,热井水位增高,凝结水冷却度增大;当叶片不对称脱落较多时,使转子不平衡,引起机组振动明显增大。
三、运行方面导致叶片事故的原因。
1、偏离额定频率运行。
汽轮机叶片的振动特性都是按运行频率为50HZ设计的,因此电网频率降低时,可能使机组叶片的共振安全率变化而落入共振动状态下运行,使叶片加速坏和断裂。
2、过负荷运行。
一般机组过负荷运行时各级叶片应力增大,特别是最后几级叶片,叶片应力随蒸汽流量的增大而成正比增大外,还随该几级焓隆的增加而增大。
因此机组过荷运行时,应进行详细的热力和强度核算。
3、汽温过低。
新蒸汽温度降低时,带来两种危害:一是最后几级叶片处湿度过大,叶片受冲蚀,截而减小,应力集中,从而引起叶片的损坏;二是当汽温降低而出力不降低时,流量热必增加,从而引起叶片的过负荷,这同何况能引起叶片损坏。
4、蒸汽品质不良。
蒸汽品质不良会使叶片结垢,造成叶片损坏。
叶片结垢使通道减小,造成级焓降增加,叶片应力增大。
另外结垢也容易引起叶片腐蚀,使强度降低。
5、真空过高或过低。
真空过高时,可能使末级叶片过负荷和湿度增大,加速叶片的水蚀,容易引起叶片的损坏。
另外,真空过低仍维持最大出力不变时,也可能使最后几级过负荷而引起叶片损坏。
6、水冲击。
运行时汽轮机进水的可能性很多,特别是近代大容量再热机组,由于汽水系统相应复杂,汽轮机进水的可能性更有所增加,蒸汽与水一起进入汽轮机,产生水击和汽缸等部件不规则冷却和变形,造成动静部件碰磨,使叶片受到严重损坏。
汽轮机叶片裂纹的维修技术分析
汽轮机叶片裂纹的维修技术分析叶片拉筋修补的表面焊缝进行着色检验，按GB4730一94标准要求评定，Ⅰ级为合格；内部焊缝作了两次X光射线探伤，按同一叶片拉筋修补焊缝的前后两张底片进行对照，评定结果按GB3323一87标准要求评定，Ⅰ级为合格。
经检验发现6处不合格，有4处是微裂纹，又经处理再检验直到合格为止。
叶片拉筋断裂经处理修复后投入运行，已近1年，对叶片拉筋修补处进行目视检查，情况良好。
主题词：汽轮机叶片拉筋实验某汽轮机厂与加拿大西屋公司合作生产的小汽轮机，额定功率6600kW，型号G66一0.78(8)（西屋公司型号EMM32A3FP）。
该机为单轴、单缸、新汽内切换纯凝汽式，蒸汽流量34.34t/h，额定转速5400r/min，相对效率78%，运行转速范围3100～5900r/min，脱扣转速6325+100r/min，蒸汽温度537℃。
转子为整锻件，材料为Ni一Cr一M0一V合金钢，西屋公司牌号为10325GP，转子总长3119.4mm、中心距为2286mm，转子装配叶片后总重量为2996kg，动叶片共有6级，都由不锈钢制成，前三级为冲动式、后三级为反动式，所有叶片均为侧装式，叶根为锯齿形。
2001年4月进行小修时，开缸检查发现小汽轮机的第六级即末级叶片拉筋产生裂纹达12处，其中有5处完全断裂，直接威胁机组安全。
一、裂纹检查拉筋长35mm、宽25mm，中间厚约10mm，边厚约8mm，表面水蚀较粗糙。
首先打磨，对整个末级叶片的35个拉筋作全面的渗透检验，检查表面开口缺陷，再根据已出现的裂纹的方向结合X射线透视检验，确保隐患完全查出。
(1)表面渗透检验表面用专用磨头打磨处理后，用刷涂法施涂渗透液，再用干净不脱毛的布将被检面上多余的渗透剂全部擦净，不得用清洗剂直接在被检面冲洗。
显像剂在使用前充分搅拌，施涂应均匀，不要在同一地点反复多次施涂。
经检查发现末级叶片的35个拉筋又有9个拉筋显示裂纹。
(2)X射线拍片检查因拉筋形状不规则，故将300mm×80mm的爱柯华胶片连同300mm×80mm的铅增感屏沿长度方向6等分成80mm×50mm小胶片和配套小增感屏，并裁制大小适合的屏蔽铅板。
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Research and Exploration |研究与探索•监测与诊断
汽轮机叶片表面裂纹检查方法及影响因素
王庆和
(大庆石化公司检测公司，黑龙江大庆163H4)
摘要：汽轮机的应用逐渐涉及到了多缸、多转子、大容量这几个方面，对叶片的强度有了更高的要求，汽轮机叶片的 工作环境越来的越恶劣。
伴随着汽轮机运转的时间越来越长、它的抗劳损能力和使用寿命都在不断地下降，经常会出现汽 轮机表面出现裂纹的现象。
本文介绍了当前主要用到的两种叶片裂纹检测方法及其影响因素。
关键词：汽轮机叶片；裂纹检查；探伤；方法选择
中图分类号：T G484 文献标识码：A文章编号：1671-0711 (2017) 03 (下）-0072-02
汽轮机在工作中出现表面裂纹有着多种原因，
例如叶片的结构、材料、工作的频率、加工的工艺、
运行的环境等原因都有可能造成汽轮机叶片表面的
裂纹出现。
以下根据多年从事汽轮机的检修经验，
对主要的两种检查方法以及影响进行分析研究。
1肉眼检查法
1.1裂纹出现的位置
(1 )冲动式叶轮机叶片。
发生裂纹的部位通常 在：叶片根部的轮槽里、叶片根部轮槽的上汽部分、叶片中部的表面、拉筋孔的位置、叶片的顶部的位置等，比如铆钉头、围带和自带覆环等部位，见图1。
图1
(2 )反动式叶轮机叶片。
这种类型的叶片裂纹 通常出现在：外片靠上部分的出汽面、叶根上方的 2/3或者3/4位置以及叶片出气孔拉筋的部位，如 图2所示。
1.2肉眼检测的主要部位
(1)冲动式机轮叶片。
这样叶片的叶轮机，应 该将检测重点放在出汽面的根部及自带覆环处和带覆环的部位，还应该重点的对出汽面的根部、拉筋 孔的横向面以及覆环铆钉孔等位置进行检查。
(2 )反动式机轮叶片。
出汽面的根部、从叶根 根部到2/3或者3/4处的出汽面的位置是这样的叶片的检查重点。
在进汽面的部分，一定要重点对低压转子末级叶片顶部镶焊的有司太立台金的硬化层进行检查。
(3)检查方法。
首先用喷砂的方法对汽转子进 行处理，然后将其放置在可以转动的搁架上，以便 在检查的时候能够旋转。
可以将叶轮分成六个等份，对每个等份依次进行检查。
在检查的时候要对零件进行照明，检查的顺序从外片的根部向上到拉筋、覆环、铆钉头。
如果发现裂纹，要对可疑处用砂纸进行打磨。
如果是划痕，打磨后就会消失，如果是 裂纹，越打磨就会越清晰，通过这些极其细致的检查方法让整个的叶片上的裂痕等暴露，保证不会有遗漏的部位。
通常情况，如果零件出现裂纹，通过 着色法，可发现零件背腹会出现红色的线纹。
在对 叶片检查的时候，首先用肉眼直接进行观察，如果 叶片发生断落，要将断落的部分保护好，以便进一 步做频率方面的分析。
想要对损伤的原因进行进一步研究，要对发生裂纹的部位进行金相分析、硬度 测试和电镜检查。
有的情况还要进行材料成份的分析和机械性能的试验。
对于那些有损伤和断纹的叶片，在摩擦的时候一定要小心谨慎，在检查的时候要仔细耐心，对于有可能发展成为断纹的要及时的进行处理，防止发展成更难处理的断裂。
对于那些 形状变形的叶片，先要对其加热整形。
整形的时候要根据叶片的材料进行温度的控制，不要因为温度过高而造成叶片的过硬现象，如果出现这种情况要对其进行回火。
1.3实例分析
对机配锅台进行检修时，在低压1汽的转子的
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中国设备工程2017.03(下）
Engineering 工程
第22级叶片处发现从门起第45片叶片存在裂纹，
它的叶片是反动式叶片，长度为255m m，从叶片
的顶端距离裂纹有90m m的长度，背面的弧度大
约有58m m,出汽面的裂纹达到了 35m m,是弧长
的3/5。
叶片从裂纹到断裂的形成，包括了四个阶
段。
(1 )隐患型的阶段。
这样的裂纹不但非常的细
小，而且十分的短，如果仅凭肉眼去看很难发现，
要通过放大镜才看的出来。
一般使用磁探伤才能有
较好的观察效果，能够更好的检查出有隐患的部位。
(2)细线型的阶段。
这样类型的裂纹，一般肉 眼就能够发现，但是发现之后一定要使用着色的方
法进行证实，保证不会出现不必要的差错。
(3)粗线型的阶段。
不需要使用着色法进行验 证，肉眼查看即可。
(4)断裂型的阶段。
裂纹从细小逐渐变粗，最后发展成为断纹。
从细小发展到断纹的这一步骤
所需要的时间计做1，那么从各个断纹类型的发展
上来看：隐患型的裂纹，它的发展比较缓慢，只有
1/2左右；从裂纹发展到细线的过程大概的时间为
3/4;裂纹发展成粗线的过程大概用了 3/16;粗线
发展到断裂则用了 1/6。
1.4分析
由此可见，叶片存在裂纹的阶段只有三种。
隐
患型、细线型和粗线型，而对于前两种的检测一定
要仔细认真，不然会导致发展成断裂难以处理。
在
进行维修时，对于叶片的检测首先要用肉眼的方法’
这样可以将初期的裂纹发展阶段进行处理，防止其
进一步发展，造成更大的损失。
2渗透探伤法
2.1渗透探伤过程
对零件进行渗透探伤的步骤相对复杂，主要分
为六个步骤，包括表面的预处理、清洗、渗透、清
洗去除、干燥、显像和检验。
(1)叶片表面的预处理。
渗透探伤的原理和
人体的毛细血管异曲同工。
这一步骤通过使用具有
很强渗透作用的液体对临建表面进行处理，液体渗
入到零件表面缝隙之后，经通过后续的处理，能够
将缺陷的痕迹显露出来。
但是在进行渗透之前，要
对零件的表面进行一个预先的处理，对零件表面进
行一个清洁，将污渍去除。
这一步骤应该按照标准
N B/T47013.5—2015的规定来进行。
(2 )渗透。
渗透就是对零件施加渗透液，但是
在施加渗透液的过程要注意施加的时间和温度。
渗
透的步骤应严格按照标准N B/T47013.5—2015规定
执行。
(3 )去除。
去除就是将零件表面的渗透液清除 干净，但是不能够将裂纹中的渗透液误清出来。
在 清洁的时候既不能够清洁不到位也不能够过度清洁。
在去除的时候使用薄型无毛卫生纸蘸清洗剂向着一个方向进行擦拭，直到将零件表面的清洁液都清理干净。
但是，一定不要用清洁溶液直接对零件进行冲洗，这样往往会导致清洁的过度，将缝隙中的渗透液都清洁了出来；另外，在清洁的过程中一定要沿着一个方向进行擦拭，切忌多个方向擦拭。
(4 )显像。
这一过程是将裂纹处的渗透液通过 显像剂渗透出来，从而能够得到清楚的裂纹图像。
在进行这一步骤之前，要先摇一摇显像剂，让显像剂能够得到充分的溶解，喷涂的时候能够更均匀。
在喷涂的时候也要注意调节，使喷涂形成一个均匀的膜。
喷涂的时候要与零件表面有一个夹角，最好 距离零件表面500m m。
(5)检验。
标准N B/T47013.5—2015 规定：对检测样品施加溶剂之后，应该在7 ~ 15分钟内进 行观察，但是在规定的时间内，如果观察的现象不明显，可以适当的将时间进行延长。
进行渗透探伤要求在白光的条件下进行，而且要保证白光有一定的强度，这样即使叶片有细微的裂痕也能够检查出来，在对零件检测的时候亮度要达到350x1，并且观 察的时候要使用放大镜。
2.2检验结果与结论
依据标准N B/T47013.5—2015,通过上述的检验方法进行检验，发现检测的叶片部位出现了4条 裂纹，最长的裂纹达到了35m m之多。
由此发现，通过使用溶剂渗透的方法去除裂纹，这样的方法非常的简便、快捷，对设备的正常运行能够起到一个非常好的保障作用。
3结语
汽轮机在工作中出现表面裂纹有多种原因，例 如叶片的结构、材料、工作的频率、加工的工艺、运行的环境等原因都有可能造成汽轮机叶片表面的裂纹出现。
汽轮机一定要定期进行检查，对裂纹进 行防治，避免造成更大的损失。
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中国设备工程2017.03(下）73。