典型事故实例分析“叶片断裂”分析
循环水泵叶片断裂的原因分析与处理
循环水泵叶片断裂的原因分析与处理中山横门发电厂地处广东省珠江出海口岸的中山市横门水道，由4台循环水泵担负2台125MW汽轮发电机组冷却用水及化学制水，同时还提供整个电厂的消防、生活、绿化、环保等方面的需要。
该厂循环水泵为1200HLCB3.2—16.5型立式混流泵，设计参数为H=16.5m，Q=11520m3/h，n=485r/min，配套电机功率N=710kW。
1997年5月1号机A，B循环水泵正式投运，同年底2号机A，B循环水泵也相继投运。
1叶片断裂情况2004-10-06，1号机A循环水泵在运行中出现叶轮叶片断裂，到11月25日止，在短短的49天内4台循环水泵相继出现断叶片事故。
1号机A循环水泵故障后进行了初步分析。
该泵工作介质为海水、江河水，每年冬季至来年的春季为海水倒灌期，期间江河水氯离子的质量分数高达(2～10)×10-3，2003—2004年情况更为严重。
该泵叶轮轮毂设计材料为2Gr13，叶轮叶片材料为1Gr18Ni9Ti，叶轮叶片长度为270mm，宽度为350mm，叶片端面厚度为20mm，根基厚度为20mm，根部焊接宽度为180mm，共7个叶片组成叶轮组。
运行中发现该泵电机上导轴承振动突然增大而紧急停泵，经解体检查，发现该泵叶轮叶片断裂一片，断口在叶片根部，呈亮白色，有金属的光泽，断面上带有明显的“人”字型纹路，属脆性断裂。
除断的1片外，其余6片中的5片根部都有明显的深浅程度不一的断裂源。
对7片叶片受力面进行显微组织分析，除1片外，其余6片均有纵横交错的龟裂纹。
由上所述，判断造成循环水泵叶片断裂的原因，是典型的奥氏体不锈钢受晶间腐蚀、焊缝热裂纹及电化学等综合影响的结果。
2断裂原因分析2.1合金元素贫乏化由于铬镍奥氏体不锈钢在加热过程中晶界容易析出碳化物第2相，造成晶界某成分的贫乏化，如：1Gr18Ni9Ti不锈钢因晶界析出沉淀相Gr23C6，使晶界附近留下贫铬区。
由于该类钢加热和冷却不发生α-γ相变，不能淬火强化，强度、硬度低，当在450～850℃温度内保温或缓慢冷却，然后在一定腐蚀介质中暴露一定时间，就会产生晶间腐蚀，在650～750℃范围内加热一定时间，这类钢的晶间腐蚀更为敏感，普遍认为在上述温度范围内，将沿奥氏体晶界析出Gr23C6，从而使奥氏体晶界附近区域的含铬量低于11.7%。
叶片断裂——航空发动机事故的第一“杀手”
叶片断裂——航空发动机事故的第一“杀手”都说航空发动机是飞机的心脏，除去说发动机为飞机提供动力之外，其重要性也是不言而喻。
对于飞机身上这么重要的一个器官，它最娇贵的部分在哪呢？答案是发动机叶片。
据不完全统计，我国空军现役飞行的发动机事故中，80%都跟发动机叶片断裂失效有关。
而这么娇贵的部分一旦发生断裂失效，对发动机乃至整个飞机的损害往往是致命性的。
娇贵的发动机叶片发动机涡轮叶片断裂失效德尔塔1288航班遭遇叶片断裂导致飞行事故可见，发动机叶片断裂不容小觑，那么今天小编就带领大家全方位认识一下发动机叶片的断裂，看看它为啥有这么惊人的破坏力。
1叶片的构造与薄弱环节要讲叶片的断裂，那我们首先得从它的构造入手。
压气机、涡轮的叶片一般由叶身与榫头组成，叶身较长的叶片常设有凸肩或叶冠，另外叶片形状和安装结构种类也不一而足。
一般来说，大发动机的叶片均是通过榫头与轮盘连接，叶身不与任何东西接触，若是有凸肩或叶冠，则相互接触支撑以减振。
发动机叶片的叶身与榫头结构叶片与轮盘的安装结构对于发动机叶片来说，任何一种结构及安装形式，均有其局限性，拥有自身的弱点和薄弱环节。
总体上来说，失效常见的部位分别是叶身稳态应力最大点和温度最高点、振动节线部位、易受腐蚀部位以及连接与接触部位。
对于叶片截面，其稳态应力最大点有三个部位，及下图中的A、B、C三个点，这些点是叶片裂纹易于萌生的危险点。
叶片截面稳态应力最大点分布其次，高速转动的叶片必然承受一定的振动。
当外来振动频率与叶片某种振型频率相吻合时会发生共振，而一旦发生共振，在振动节线部位会产生较大的附加振动应力。
发动机叶片的两种振型除此之外，包括叶冠或凸肩的接触、榫头上的接触面、榫头与轮盘的接触等部位，由于设计或加工装配等原因，往往造成部分接触不均匀，会引起局部应力急剧增加，从而成为裂纹萌生部位。
发动机叶片叶根部局部应力集中另外，涡轮叶片上高温区容易发生热腐蚀并降低叶片的表面完整性，成为疲劳的萌生点；另外压气机前几级叶片也容易受到空气中尘埃、沙粒甚至腐蚀介质的冲刷或撞击，导致叶片表面出现微坑或腐蚀斑点，成为裂纹的萌生地。
风力发电机组叶片断裂原因分析及防范措施
2022年8月6日8时51分，该风电场站#14风机主控报"机舱振动开关1、2动 作”故障，触发安全链断开停机，值班人员现场检查发现#14风机1支叶片断裂（当时天气暗,风速8.01m∕s,功率1772kW ）β#14风机叶片断裂图如图1所示. 主控室报警如图2所示。
后经钢便桥搭设、运输道路疏通、吊装平台修建等工作，于2022年9月9日完成3支叶片吊装更换工作，经检杳、测试各系统无异常后，风机于2022年9月11日恢更运行。
图1#14风机叶片断裂图图2主控室报警1数据分析该风电场站主控室监控后台机舱振动采集周期为30s∕次，记录到214风机故障停机前的振动值为0∙3m∕C （采样周期太长，不具备分析参考价值）；风机P1.C 程序中机舱振动采集周期为20ms∕次，数据显示在机组故障前机舱振动数据 •直处于正常范用，8:51:31.587ms 机舱振动数据开始异常变大直至8:51:31.626InS 振动值左右达到2.04m∕s"前后达到6.9m∕s3前后振动值6.911√s2超过限值触发安全链故障断开，整个振动异常过程约60ms,主桎室运行值班人员无法提前发现。
机舱振动数据如图3所示.图3机舱振动数据2原因分析Is 三三三一二三三二__「雷三i⅛w∙一一三三-三一.∙三三v对断裂叶片返厂取样分析后，发现该叶片SS面（背风面）主梁断裂处存在褶皱,褶皱的宽度30mm,尚度2E,宽尚比为0.067,超出规定值0.03。
随褶皱缺陷高宽比的增大，叶片材料疲劳寿命逐渐减小，当褶皱缺陷高宽比超过规定值时，材料疲劳寿命下降比较显著，达到90%以上n。
因此判断原本应受力的纤维布未充分受力，使相应拉伸力由该位置树脂一同承受，而树脂的拉伸强度远小于纤维布水平，该位置整体的拉伸强度不及设计要求，使得该位置在机组运行过程中逐步产生院伤⑶.最终在运行过程中，该位置的受力在某时刻超过所能承受的极限值，导致主梁臼褶皱位置发生断裂。
某电厂#3机叶片断裂故障分析及处理
某电厂 #3机叶片断裂故障分析及处理摘要：某电厂#3汽轮机叶片大修时发现一叶片断裂，为了避免机组重大事故发生，电厂对断裂原因进行了分析并制定了防范措施关键词：汽轮机、叶片，断裂，疲劳，振动1.机组概况#3机是上海汽轮机厂制造的单缸、冲动、抽汽冷凝式具有一级调整抽汽汽轮机，型号：C60-8.83/1.275-2。
机组额定功率50MW（已扩容至60MW），主蒸汽压力：8.83MPa，主蒸汽温度：535℃，低压调整抽汽压力：1.27 MPa。
2004年，由哈尔滨哈汽电站设备有限公司改造扩容，由50MW扩容至60MW。
机组上次大修时间2013年5月。
二、故障介绍2017年9月10日热电站3#机组因发电机差动保护动作联锁停机，因发电机转子需出厂抢修，#3汽轮机转大修，同步开展寿命评估工作。
汽轮机开缸后发现末三级动叶片有两片断裂（见图1）。
转子外观目测发现末三级叶片大面积击打损伤，经省特检院磁粉检测，末三级需更换叶片37片，热电厂报采购计划，哈尔滨哈汽电站设备有限公司加工新叶片。
10月11日，我厂认为末四级叶片进汽侧也存在击打损伤，为确保安全再次联系省特检院对末级四叶片进行检测，经检测末四级叶片需更换41片。
10月28日，转子运往北京北重汽轮电机有限责任公司，更换叶片，拔末四级叶轮配合大轴检测等寿命评估相关工作。
11月4日，末三级、末四级叶片拆卸完毕，省特检院结合寿命评估对末三、末四级叶片进一步检测，根据DL/T 438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》第12.2.1节规定，省特检院认为末三级共126片叶片进汽侧均存在大量严重的碰撞痕印和划痕需全部更换（见图2），末四级叶片有85片叶片的进汽侧存在严重的碰撞痕印需更换，并告知我厂。
11月6日，热电厂机动科、公司机动处、省特检院共同到北重对拆卸的叶片进行检查确认，同意按照特检院建议的叶片更换数量进行更换，热电厂提报紧急采购计划，哈汽电站设备有限公司加工新叶片，对上述叶片更换。
2024年5月4日7号机605风机叶片断裂事件报告
报告编号：2024-05-04-07-605报告日期：2024年5月4日报告人：XYZ（责任人）报告目的：分析和说明2024年5月4日7号机605风机叶片断裂事件的原因和影响，提出相应的解决方案和改进措施。
一、事件概要2024年5月4日，7号机605风机发生叶片断裂事件。
事件发生时，风机正在正常运行中，突然出现巨大声响和振动，导致叶片断裂并散落在周围区域。
事故导致的风机停机，同时引发了一系列安全隐患和生产中断问题。
二、事件原因分析经过对事件的调查和分析，我们得出以下原因：1.设计缺陷：风机叶片的设计存在问题，使用的材料强度不足，无法承受长时间高速旋转的负荷。
叶片的形状也不符合风机运行的流体力学原理，导致在高运行速度下易发生断裂。
2.制造问题：在风机叶片的制造过程中，存在一些制造缺陷，如焊接不牢，材料内部存在缺陷等。
这些问题进一步削弱了叶片的强度，在运行中容易发生断裂。
3.维护保养不到位：叶片的定期维护保养工作没有得到充分重视，导致叶片的磨损和疲劳程度加剧，从而加速了断裂的发生。
没有进行定期的叶片检查和修复，进一步加大了风机发生断裂的风险。
三、事件的影响1.安全风险：风机叶片的断裂导致了周围区域的隐患，如飞溅物、损坏设备、工人受伤等。
事故发生时，没有有效的应急措施，加剧了安全风险。
2.生产中断：风机的停机导致了部分生产线的中断，造成了产量下降和订单推迟交付等问题，对公司的运营和利润产生了负面影响。
3.声誉损失：由于事件的严重性和影响范围，公司的声誉受到了一定的损害，可能会影响公司的客户和合作伙伴关系。
四、解决方案和改进措施针对该事件的发生，为避免类似事故再次发生，我们提出以下解决方案和改进措施：1.设计改进：重新评估叶片的设计，并对叶片的材料和形状进行优化，确保其能够承受长时间高速旋转的负荷，并符合风机运行的流体力学原理。
2.制造质量控制：加强对叶片制造过程的质量控制，确保焊接牢固，材料无缺陷，从而提高叶片的强度和可靠性。
发电厂A引风机叶片断裂原因分析报告
发电厂A引风机叶片断裂原因分析报告一、引言发电厂A引风机是发电厂的关键设备之一，负责向锅炉提供空气以支持燃烧过程。
然而，引风机叶片的断裂引起了严重的安全隐患和生产事故。
为了找出断裂原因并提出解决方案，本报告对发电厂A引风机叶片断裂情况进行了详细调查和分析。
二、断裂情况调查1.断裂样本收集：我们从现场收集了受损的引风机叶片样本，共计10个断裂部位。
样本均具有明显的断裂面和疲劳裂纹。
2.断裂模式分析：通过断裂特征分析，我们发现所有的断裂样本都表现出疲劳断裂特征，并且断裂处有明显的疲劳裂纹扩展区域。
三、断裂原因分析1.叶片材料问题：调查结果显示，受损的叶片材料存在问题。
该材料的耐疲劳性能不佳，易于开裂和断裂。
这可能是由于材料的选择不当或者制造过程不合格所导致。
2.叶片设计问题：通过与设计参数进行对比分析，我们发现受损叶片的壁厚和角度设计存在不合理的地方。
壁厚不均匀和角度过大会导致应力集中和疲劳破坏。
3.操作和维护问题：调查发现，在运行和维护过程中，未能及时发现叶片疲劳裂纹并采取相应的措施修复。
此外，维护人员对叶片的清洁和润滑工作也存在不足，导致叶片表面的腐蚀和磨损加剧。
4.环境因素：环境因素也可能对叶片的断裂产生影响。
高温、湿度和颗粒物的存在会加速叶片的腐蚀和磨损，从而削弱其材料性能，并最终导致断裂。
四、解决方案建议1.材料选用与制造工艺优化：应对叶片材料存在的问题，需进行材料重新选择和制造工艺的优化。
可考虑使用具有良好耐疲劳性能的材料，并加强材料的质量控制。
2.设计参数的改进：对于叶片设计参数不合理的问题，应重新评估设计参数，合理选取壁厚和角度，减少应力集中。
3.定期检查与维护：应加强对叶片的定期检查，及时发现并修复疲劳裂纹。
在维护过程中，要加强清洁和润滑工作，减少腐蚀和磨损。
4.环境控制与防护：要加强发电厂的环境控制，尽量减少高温、湿度和颗粒物对叶片的影响。
同时，可以考虑使用防护措施，如涂覆保护层等，来增强叶片的抗腐蚀能力。
某电厂汽轮机叶片断裂事故分析
某电厂汽轮机叶片断裂事故分析摘要：本文通过对某电厂汽轮机叶片断裂事故的分析，找出失效的原因，为汽轮机的安全运行提出可行性的建议，为电厂排除安全隐患。
希望结合该电厂的此次事故，为其它电厂提供借鉴。
关键词：汽轮机；叶片；失效事故1.概述汽轮机是发电厂主设备之一，而叶片是其最关键的部件,运行中若稍有不慎则极易对叶片造成损害，轻则造成汽轮机振动过大使机组效率降低，重则造成叶片的断裂让整台机组因事故停机造成更大的经济损失。
叶片断裂发生在某电站，事故当天凌晨1点20分，该电站1号机组正常运行，集控系统上突然显示#1～#6轴瓦的振动异常增大。
值班员发现情况后立即降低负荷，但轴瓦振动值无明显下降，只能停机检查。
2.现场情况机组停机后在低压缸内发现叶片残骸，随后起吊低压缸发现低压转子的反向次末级（编号T1-42）的叶片从距离根部1/3处横向断裂如图1所示，相邻的两叶片的叶顶处有不同程度的损伤。
图1 次末级叶片图2 上半部分的残骸合影从现场情况可以判断首先破坏件是T1-42叶片，其上半部分在断裂后由于离心力的作用，甩向末级叶片处，与末级叶片相互撞击，分解成若干体积不等的部分，它们已变形严重如图2所示。
3.理化检验为了掌握断裂叶片材质属性，对其进行化学成分分析，力学性能检测、显微金相组织观察等，了解叶片失效前的属性，为分析叶片断裂提供帮助。
3.1.化学成分分析化学成分分析是验证材料是否符合规定牌号。
而错用材料、成分偏差、合金含量在下限等都会影响钢材的性能，可能造成零件的失效。
该叶片材质是0Cr17Ni4Cu4Nb，根据标准中对成分的要求，进行化学成分分析，结果如表1所列。
经过检验主要合金元素含量均在标准要求范围内。
表1 叶片化学成分分析对比（%）3.2.力学性能检验叶片应具有高的力学强度，良好的冲击韧性。
对失效件进行力学性能测试，了解其在失效前的力学性能是否已不能满足其工作要求。
3.2.1.硬度检测硬度是材料在外力作用下抵抗变形和破坏能力的反映，硬度和强度存在一种类似的线性关系。
710 mm末级叶片疲劳断裂事故解析
山 东 化 工 收稿日期：２０２０－０４－１０作者简介：张向军（１９８５—），注册无损检测高级工程师，从事电厂锅炉、汽轮机、金属技术监督管理工作。
７１０ｍｍ末级叶片疲劳断裂事故解析张向军１，王 强２，苏焕朝３，张 琼４（１．华电电力科学研究院有限公司西安分院，陕西西安 ７１００５４；２．华电山西能源有限公司，山西太原 ０３０００６；３．华电国际朔州热电分公司，山西朔州 ０３６０００；４．西北电力建设第三工程有限公司，陕西咸阳 ７１２０２１）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７１０ｍｍ叶片裂纹分布情况的表明，事件原因为机组叶顶围带损伤使叶片在非设计状态下运行，叶片断裂部位疲劳损伤，在应力集中部位（叶片端面起始变截面处）优先形成裂纹并逐步扩展造成叶片疲劳失效。
本文对事件发生的原因进行分析，提出了事件处理及防范措施。
关键词：７１０ｍｍ叶片；疲劳损伤；原因；防范措施中图分类号：ＴＱ５１５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１１－０１１４－０３ 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［１－２］。
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。
叶片断裂事件原因为机组叶顶围带损伤使叶片在非设计状态下运行，叶片断裂部位疲劳损伤，在应力集中部位（叶片端面起始变截面处）优先形成裂纹并逐步扩展造成叶片疲劳失效［３－５］。
图１ 末级叶片断口情况（叶轮侧）某电厂３号汽轮机为亚临界、一次中间再热、单轴、三缸两排汽、可调整抽汽式凝汽式汽轮机，型号为Ｃ３３０／Ｎ２００－１６．７／５３９／５４０。
汽轮机共有八段非调整抽汽。
汽轮机分为高压缸、中压缸、低压缸，高压缸共１２级，第１级为单列调速级，其余各级均为压力级；中、低压缸各有１０级压力级；低压缸对称分流各６级。
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5
损坏的主要原因
叶片围带上的硬质合金块存在裂纹，在运行中断 落是叶片材质存在不允许的枝间疏松缺陷；叶片的围 带结构薄弱，其上的硬质合金块小；燃用轻柴油中的 硫化物和运行环境的海边空气中Na离子偏高，使叶片 受低温热腐蚀，降低了叶片的疲劳强度，促进了叶片 断裂损坏发生。
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6
改进措施
强化燃油质量管理和品质的化学监督。运行中 加强振动监视，依据监测系统，在带负荷运行中 一旦发现轴瓦振动数值突然增加3～4mm/s，及 时分析原因。必要时应停机揭缸检查。一旦发现 质量碎片，立即更换改进的新型叶片。
因此，燃机设计对叶片的强度与振动数据 有非常严格的控制指标。
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2
运行中发生的叶片断裂事故
某燃机电厂第三级叶片三年中连续三次发生断 裂事故[11]。叶片损坏时的使用时间同设计寿 命相比，相差甚远。叶片远远没有达到设计规 定使用期限就发生了断裂故障。机组在发生故 障的运行中表现出的显著特性是具有较大振动。
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7
由振动超限引起的零部件 运行中发生的故障
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1
概述
从前面的描述热悬挂现象对叶片的热冲击 造成叶片产生裂纹可以看到叶片损坏后对机组
的影响。
一旦叶片体破碎，质量的改变将引起转子
体的不稳定转动，破碎的质量块撞击转子上的
部件将损伤金属材料，导致机组的剧烈振动，
而振动程度的加剧影响到机组运行。叶片体上
发生几何大变形还将引发转子的摩碰。
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4
运行中发生的叶片断裂事故
从断口截面可以看出是，深黑色断口属于早期振 动损坏的围带。首先折断的叶片质量引发击断相邻的 叶片，后损坏的叶片断口呈现新鲜金属表面。沟槽附 近的裂纹是由于腐蚀造成的沟槽在应力集中或者断裂 碎块撞击所造成的。
该机组事故特点是围带断裂前机组产生振动，围 带的断裂改变了叶片振动特性，振动幅值加剧，增大 叶片的动应力。加上在高温燃气介质碱金属硫酸盐对 叶片材料腐蚀的共同作用，导致叶片的振动疲劳极限 降低，在叶型中部断裂。断裂损坏性质属于腐蚀疲劳 损坏。
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3
运行中发生的叶片断裂事故
运行人员采取动平衡方法没有解决振动超限 问题。经检查发现第三级叶片上有明显的点腐蚀 坑，有4个叶片在叶型中部折断。断口出气侧呈蓝 黑色，有的断口呈现新鲜金属光泽。叶片围带上 的硬质合金块存在裂纹并在运行中断落。有多片 叶片局部被击伤、痕迹新鲜。还有12个断口呈深 黑色叶片的围带断落。此外，发现叶片表面腐蚀 的沟槽以及在沟槽附近的小裂纹。