压缩机转子叶片裂纹的危害及渗透检测的重要性
富气压缩机叶轮开裂原因分析及预防措施
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富气压缩机叶轮开裂原因分析及预防措施
2． 裂纹分析
2.1 宏观检验
对失效的叶轮进行宏观检验，该叶轮共有 27 片叶片，叶片与轮盘及轮盖的连接采用 焊接形式，检验没有发现明显的腐蚀痕迹，但轮盖和叶片均发现有裂纹。对叶轮进行磁粉 检验，结果见图 2.1 至图 2.5。
图 3.1 叶轮的应力分布云图
图 3.2 叶轮的应力分布云图
图 3.3 叶轮的应力分布云图
图 3.4 进气端叶片凸侧应力分布
图 3.5 进气端叶片凹侧应力分布图
图 3.6 叶片与轮盘连接处凸侧应力分布
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富气压缩机叶轮开裂原因分析及预防措施
图 3.7 叶片与轮盘连接处凹侧应力分布 图 3.8 叶片与轮盖连接处凸侧应力分布
法、位移法及能量法等)对实际叶轮进行力学分析。因此采用有限元数值计算方法对叶轮
的应力分布进行计算。
3． 叶轮应力分析
3.1 有限单元法
富气压缩机叶轮开裂原因分析及预防措施
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对于大多数工程问题，由于结构的复杂性或者问题的某些特征是非线性的，希望直接 获得问题的解析解是非常困难的，只有通过进一步的简化和分析局部问题才有可能。对于 应力场的求解，其数值计算方法有：差分法，有限单元法（或称有限元法）和边界元法等， 其中有限元法是当今工程分析中最为广泛使用的数值计算方法。本论文对所研究的问题均 采用有限元法进行数值计算和分析并借助 ANSYS 有限元软件来实现。 3.2 应力计算结果
准
4130 标 0.28~0.33 0.40~0.60 0.20~0.35 ≤0.040 ≤0.035 0.80~1.10 0.15~0.25
准
循环氢压缩机叶轮开裂分析原因及处理措施
循环氢压缩机叶轮开裂分析原因及处理措施刘伟【摘要】某厂加氢裂化装置在大检修后开工过程和运行阶段期间，循环氢压缩机K102第二级叶轮连续出现两次开裂，导致联锁停运，严重影响整个装置的运行，也对整个公司的物料平衡产生了极大的影响。
所以我们针对此现象从压缩机叶轮的材质、制造工艺以及工艺气的腐蚀等方面影响进行了原因分析，并针对相关的原因做出了一系列相应的处理措施以及总结了很多宝贵的经验教训，为了解氯离子对压缩机叶轮腐蚀有了更深入的思考。
%During the construction process and operation stage after overhaul, circulating hydrogen compressor K102 secondary impeller in the hydrocracking unit broke into two cracks in a row, lead to interlock shut down and had influenced seriously in the operation of the entire unit, and it also had a great influence for the whole company's material balance.According to this phenomenon the cause was analyzed from the compressor impeller material, manufacturing process and process gas corrosion influence, and a series of corresponding processing were made for the cause of related measures.A lot of valuable lessons were summarized to have a in-depth understanding in the chlorine ion corrosion of compressor impeller.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)015【总页数】3页(P176-177,202)【关键词】叶轮;开裂过程;原因分析;氯离子腐蚀;处理措施【作者】刘伟【作者单位】中海炼化惠州炼油分公司，广东惠州 516086【正文语种】中文【中图分类】TE986加氢裂化循环氢压缩机主要是提供循环氢所需要的动力，保证反应所需要的氢油比，控制反应器各床层温度，带走反应热量等，是整个装置的心脏，属于重心之重。
某高压压气机第4 级转子叶片断裂分析
分析、组织检查、硬度测试和模拟试验等手段，对断裂性质和产生原因进行分析。结果表明：故障叶片为疲劳断裂。在试车过程中叶
尖与机匣涂层严重碰摩，使叶片承受非正常冲击载荷是促使故障叶片产生疲劳裂纹的主要原因，叶片原始加工刀痕和喷丸质量差
起促进作用。提出提高叶片加工质量，控制合理的叶片与机匣涂层之间的间隙的改进建议，以避免类似故障的发生。
本文通过对断口的宏、微观形貌观察、表面检查、
收稿日期：2018-03-29 基金项目：燃气轮机工程研究项目资助 作者简介：高志坤（1978），男，硕士，高级工程师，从事材料应用研究与失效分析；E-mail：zhikungao@。
引用格式：
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Key words: rotor blade; fracture; fatigue; rubbing; shot peening; tool marks;high pressure compressor; gas turbine
0 引言
压气机是燃气轮机的关键部件之一，其主要作用 是提高工作介质的空气压力。转子叶片数量多、形体 单薄、转速高，以及载荷、工况复杂，使其成为使用中 故障率最高的零部件之一[1]。转子叶片最常见的失效 模式为疲劳失效，其原因多种多样，主要包括共振、外 物打伤、腐蚀、材质缺陷、微动损伤、叶尖碰摩等[2-5]。国 内外学者对碰摩故障的动力学机理和碰摩模型进行 了深入研究[6-10]，认识了由碰摩故障导致的波形截头、 倍频、分频以及混沌等特征和现象，并通过试验验证 了理论分析的正确性[11-13]。然而，碰摩使叶片承受非正 常冲击载荷引起的叶片疲劳失效分析方面未见国内
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航空发动机
第 45 卷
发动机风扇转子叶片叶身裂纹分析
发动机风扇转子叶片叶身裂纹分析刘博志;佟文伟;邱丰;伊峰【摘要】An early crack was found in the middle of a fan blade in an aero-engine. The cracking mode and cause were analyzed by appearance observation, macro and micro observation on fracture surface, surface inspection and material analysis. The results indicate that the failure mode of the fan blade is high cycle fatigue cracking. The fatigue source was located at the sub-surface of the back side in the middle of the fan blade. The main causes for the cracking were the non-uniform distribution of metallurgical structure in the middle of the blade and lots of lath-shaped primaryαphase at the fatigue source region. The fatigue resistance of the fan blade decreased significantly. The improvement measures for avoiding formation of lath-shaped primary α phase are to control the forging temperature and to ensure the deformation degree of the raw material.%发动机风扇转子叶片叶身中部区域过早产生一条裂纹。
电站汽轮机低压转子次末级叶片开裂原因分析
2019年 第10期热加工35电站汽轮机低压转子次末级叶片开裂原因分析■ 谢利明，田峰，张涛，张艳飞，陈浩摘要：某火力发电厂200MW 机组汽轮机低压转子次末级叶片叶身横向开裂，采用宏观形貌观察、断口SEM 检测、显微组织检测、力学性能检验、化学成分分析和断口微区能谱分析等试验方法，对叶片开裂原因进行分析。
结果表明：腐蚀性Cl -在叶片上累积、聚集，并与叶片运行过程中的静载荷及动载荷形成了拉应力共同作用，在Cl -腐蚀区域萌生应力腐蚀微裂纹。
在转子高速转动过程中产生的叶片长期循环激振应力作用下，裂纹源以疲劳方式扩展，最终导致开裂。
关键词：低压转子；次末级叶片；应力腐蚀；疲劳；开裂叶片是电站汽轮机中完成能量转换的重要部件，汽轮机叶片工作条件恶劣，长期在高温、高压介质环境中做高速旋转，承受相当大的应力，同时还要传递动蒸气产生的扭矩，受力情况复杂。
电站汽轮机有多级叶片，每级叶片又有多只叶片，只要其中一只叶片出现问题，就有可能发生事故，导致机组停运，造成重大经济损失。
因此，汽轮机叶片的可靠性对火电机组安全、稳定运行有十分重要的意义。
蒙西某火电厂200M W 机组在检修中发现汽轮机低压转子正反向次末级叶片叶身发生多处横向开裂。
该汽轮机是哈尔滨汽轮机厂有限公司生产的，型号C145/N200-12.7/535/535，为超高压、一次中间再热、三缸两排气、单抽气冷凝式汽轮机，该机主蒸气温度为535℃，主蒸气压力为12.75M P a ，再热蒸气温度535℃，再热蒸气压力2.18MPa 。
叶片材质2C r13。
次末级叶片发生开裂现象，给机组的安全稳定运行带了来极大的威胁。
本文对该汽轮机叶片开裂原因进行分析，并提出针对性建议，以防止同类型事故的再次发生，提高机组运行的安全性和可靠性。
1. 汽轮机次末级叶片开裂试验分析（1）宏观形貌观察 从现场渗透检测结果可看出，开裂现象都发生在次末级叶片，开裂部位均位于叶片拉筋与叶根之间近拉筋侧，裂纹垂直于叶片长度方向，如图1所示。
航空发动机涡轮叶片裂纹红外热波无损检测研究
航空发动机涡轮叶片裂纹红外热波无损检测研究【摘要】叶片裂纹是危害飞行安全的重要因素，即使微小裂纹都将对飞机造成无法挽回的后果，不仅危及人、机安全，也会造成巨大的经济损失。
涡轮叶片采用的材料与一般得材料是不同的，在预算价格上也十分昂贵，因此，通常采用无损检测技术进行叶片裂纹的检测。
本设计采用基于红外热波的无损检测技术来实现航空叶片裂纹的检测，通过图像处理技术对图像增强、锐化、边缘检测算法进行改进，大大提高了航空涡轮叶片裂纹的检测精度及速度，有效地避免了飞机事故造成的巨大损失，同时对军事效益和经济效益做出了重大贡献。
【关键词】叶片裂纹；无损检测；红外热波1.引言上世纪90年代，美国率先着手研究基于对红外热波的无损检测技术，率先在分析研究中采用主动加热方式，根据被探测目标物体的不同采用不同的激励源或激励方法，并利用图像处理及图像采集技术，对被测目标物体进行缺陷检测。
目前，系统中所采用的基于红外热波的无损检测技术，在工业、军事上已经被广泛的应用。
比如，美国的空军、福特、波音等公司都已经开始运用此项技术进行生产和研发。
美国的TWI公司在这些公司中已经占据了主导地位。
国内很多大学也已经着手对改项技术进行研发，但由于技术研发晚于其他各国，对该项技术的研发还有待进一步研究。
北方交通大学在1999年开始研究了红外热波无损检测技术。
2000年清华大学于通过对碳纤维树脂板进行主动式加热，并通过红外热像仪提取出样件内部缺陷。
在，首都师范大学2004年从美国TWI公司购入设备，展了多项红外热波无损检测技术相关研究实验。
近几年里，我国已逐步将重心方向放在工业生产监测方面，对基于红外热波技术的无损检测已取得了一定的成果。
2.红外热波无损检测原理基于红外热波的无损检测技术是一种基于红外热波理论的非接触式检测，这种检测方式对被测物体进行主动加热，通过热波在缺陷地的传播的温度的不同，采集红外图像，对红外热图像进行图像分析。
基于红外热波技术的无损检测关键是如何选择加热方式，通过恰当的选择加热方式，可以更好的获得检测物体的被测信息。
航空发动机叶片裂纹检测技术及应用分析
航空发动机叶片裂纹检测技术及应用分析航空发动机作为飞机动力的核心，是体现飞机性能的标准之一。
大多采用复杂型面叶片，在运行过程中因为会受到应力、离心力已于弯矩应力的影响，所以容易生成疲劳裂纹、层间分离等损伤。
这种损伤会降低航空发动机的性能，给装备带来安全隐患，甚至会引发灾难。
因此发展、使用高效的检测技术是解决这类问题的关键。
大部分应用于航空发动机叶片检测的方法主要有孔探法以及常规的检测方法如磁粉、射线、涡流电磁法，其中孔探法是发动机外场检测应用最多的一种技术，这种技术检测时间长，对人力的要求很高，并且操作过程较为复杂且必须十分谨慎。
常规的检测方法对复杂曲面结构缺陷的检测存在这一定的局限性。
近年来已出现一些高效的无损检测方法如声波/超声波检测、电磁超声非线性检测、相控阵检测等已经逐步应用于发动机叶片的探伤。
红外热成像技术亦是较为先进的无损检测技术之一，它主要是通过对被测结构件表面的温度变化进行捕捉，利用红外热成像仪采集表面因温度变化而产生的红外信号检测的。
红外热成像技术是用超声波对工件表面积局部进行激励进而进行加热，通过热成像仪捕捉裂纹区域的局部红外图像。
由于在固体器件中超声波传播速度快，所以从发出激励信号到采集到反馈信号是极短时间的过程，又因为深度、裂纹大小不同，红外信号传播到试件表面并得到反馈是随着时间、裂纹规模变化的，最后经过图像处理可以对试件的裂纹进行识别与定位。
1 检测原理及方法概述1.1 检测原理概述超声红外热成像检测技术的原理是先将低频高能的超声波注入被测零件，被测零件会产生小幅的机械振动，如果存在裂纹，那么由于裂纹两侧因震动频率不同（即出现相位差）而出现部分热效应（即摩擦生热），导致局部的温度升高表面产生的热辐射也不同。
之后利用热成像仪对被测件表面温度进行捕捉生成零件表面的温度分布图，最后通过对温度分布图中的异常信号进行分析从而得到裂纹的位置及尺寸。
相比于其他成像技术，超声红外热成像技术可以只对表面或者裂纹区域进行加热，对正常的结构区域不加热，这种方法可以增加裂纹检测的可靠性，更有利于分析与判定，其检测原理如图1所示。
汽轮机低压转子末级叶片裂纹处理工艺
现３ ８片末级 叶片 有不 同程 度 的裂 纹 。裂纹 的径 向
１ ｒ３ 焊前预 热温度 控制 在 ２ ０～ ０ 加热 方法 Ｃ１ ， ５ ３ ０ｏ Ｃ，
采用火焊 加热 ， 温采 用测 温笔 ， 接设备 采用氩弧 测 焊
焊 ， 用 引弧板 进 行 引弧 ， 使 电流 控 制 在 ３ ８ ０— ０Ａ之
温 升及变形 。焊前 预热 温度控 制在 ２ ０～ ０ 加 ５ ３ ０ｏ Ｃ，
（） ２ 高压 Ｉ 焊工 ２人 ； 类
，
（） ３ 金属检 验人员 ２人 ； （） ４ 热处 理人 员 ２人 。
２ ２ 工具 准备 ．
工具准备 ： 钳工常用工具 、 磨光机 、 旋转锉 、 逆变式
电焊机 、 氩弧焊枪 、 火焊枪 、 热处理炉及控制设备等 。
第ｓ １期
张豫 江 ： 汽轮 机低 压转 子 末级 叶 片裂纹 处理 工 艺
・ ３・ ４
（） １ 钳工 ４人 ；
的氩 弧焊焊 丝 ， 焊前 叶 片焊 缝 两侧 ２ ｍ 范 围 内 施 ５ｍ 及焊 丝应进行 脱 脂 处理 ， 纹 终止 点 圆滑过 渡 。坡 裂 口开好 后进行 渗 透探 伤 。施 焊 时 ， 焊接 电流控 制 在
３ ０～８ Ａ之 间 ， ０ 采用短 弧多层 焊 ， 接过程 中不得 伤 焊 及 叶 片拉 筋 ， 焊接方 向 由内向外进行 ， 严格 控制 叶片
发动机风扇转子叶片叶身裂纹分析
发动机风扇转子叶片叶身裂纹分析发布时间：2022-05-17T01:32:16.146Z 来源：《科学与技术》2021年34期作者：郭海龙[导读] 在对发动机风扇转子叶片叶身中部区域过早产生的一条裂纹郭海龙中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，黑龙江哈尔滨 150066摘要：在对发动机风扇转子叶片叶身中部区域过早产生的一条裂纹，在通过对故障叶片进行外观检查的时候，要在表面上进行一定相关处理，但是结果表明，故障风扇转子叶片裂纹是源于叶身中部叶背侧亚表面的高周疲劳裂纹，但是在裂纹的过程中，会出现组织的不均匀，存在较多危险性，是导致该叶片叶身中部过早开裂的主要影响因素。
关键词：叶片；裂纹；组织；因素前言：在随着社会发展的条件下，铝合金是以优异的高温力学性能成为涡扇发动机低压转子部件的主要制造材料，但是位于涡扇发动机压低转子最前端的风扇转子叶片同样是以有的材料进行的，在对于涡扇道是比涡扇发动机来说，主要的推力是在外函道进行的，再者说，它的质量以及可靠性对发动机的工作效率、安全性和可靠性产生的直接的影响。
1 在试验中过程的分析以及结果1.1 对于宏观的调查在风扇转子叶片裂纹宏观的过程中，会存在一定的缺陷，在该裂纹中，位于凸肩下方压身区域中部区域，叶背侧裂纹长约一定的值数时，叶盆也是在一定的范围内，在叶身表面上可以看出宏观是未见异常的。
1.2 对于断口的分析在整个风扇中裂纹中，就可以得出结论的，在断口出是呈现出灰白色，在整个断面是比较平坦的，可见明显的疲劳弧线和放射特征，在表面出可以看出为裂纹断口性质为疲劳，再根据疲劳弧线以及放射线的方向可以判断，疲劳是源于叶背中部的区域，以呈现出单源起始特征，在断口出可以得出疲劳扩展充分，断口两侧的暗灰色区域是人为打开的。
1.3 在源区附近叶身表面的观察在放大观察断口源区附近堵塞表面上是可以看出在典型的喷丸加工形貌上，喷丸致密，但是在叶身表面形成了少量的损伤痕迹，在该痕迹上应该是为破碎的丸粒尖角冲击了叶身表面所致，在没有见到其他明显的机械加工痕迹上，同时裂纹疲劳源区是位于叶背侧亚表面，但是表面是起到了表面强化作用，并没有对损伤的痕迹产生明显的影响。
电厂汽轮机中压转子动叶片开裂的原因及对策探究
电厂汽轮机中压转子动叶片开裂的原因及对策探究发布时间：2023-02-24T07:46:06.569Z 来源：《中国电业与能源》2022年第19期作者：王浩俨[导读] 电厂汽轮机中压转子动叶片在应用的过程中一旦出现开裂情况，王浩俨河北大唐国际唐山热电有限责任公司河北唐山 063000摘要：电厂汽轮机中压转子动叶片在应用的过程中一旦出现开裂情况，就很可能会发生安全隐患事故。
开裂会在工作载荷的作用下不断的托大，最终导致了叶片的损坏，不利于生产运行。
因此，本文针对电厂汽轮机中压转子动叶片开裂的原因以及应对策略进行了以下几个方面的分析和阐述，借此作为参考。
关键词：汽轮机；中压转子动叶片；开裂引言：电厂汽轮机的运行离不开动叶片的能量转换，动叶片作为汽轮机中重要的部件之一，可以把动能转化为机械能，但是动叶片的受力状态与应用工况相对比较复杂，在运行的过程中，很可能会由于承受了扭转、离心力、弯曲等应力影响，还会被蒸气流带动得激振应力和热应力所作用，造成动叶片的开裂问题。
当然，动叶片的开裂与其本身遭受的腐蚀、质量加工、振动等原因也有一定的关系，这些因素都会造成疲劳失效。
一、理化试验（一）宏观检查根据动叶片表面进行宏观检查，能够发现其叶片上的裂纹比较垂直，开口很小，主要是顺延叶片轴心的方向展开裂纹，动叶片的外表没有看到非常明显的机械损失，表面未有严重的腐蚀痕迹和污垢推挤，也没有应力影响下的加工痕迹和缺口。
（二）断口分析剖开动叶片开裂的位置近距离进行观察，能够看出其裂开的断口比较整齐，没有发生塑性变形，但是其外表的腐朽比较严重，产生的裂纹也是根据叶根的表层依照基体的方向延伸。
在这种情况下可以利用电镜扫描，将清洗之后的动叶片的初始断口和冲击断口展开观察。
初始断口可以看出其表面发生了严重的氧化反应，局部伴随有晶粒状，可以判断其为沿晶断裂特征；冲击断口则属于明显的解理断裂特征。
（三）化学成分研究ＳＰＥＣＴＲＯＭＡＸｘ台式直读光谱仪可以对于开裂的动叶片展开化学成分的研究，通过图一可以发现在开裂的动叶片中，所含有大量的磷元素，并且含量已经超出了相关标准。