发动机低压涡轮工作叶片裂纹失效分析

文章编号：２０９５—１２４８（２０１３）０３— ０００１— ０５
发动机低压涡轮工作叶片裂纹失效分析
李洋，佟文伟，栾旭，张开阔
（中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳１１００１５）
摘要：针对某型发动机低压涡轮工作叶片出现裂纹故障进行失效分析。通过对故障叶片进行外观
ＬＩＹａｎｇ，ＴＯＮＧＷｅｎ — ｗｅｉ，ＬＵＡＮＸｕ，ＺＨＡＮＧＫａｉ－ｋｕｏ
（ＡＶＩＣＳｈｅｎｙａｎｇＥｎｇｉｎｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１５）
ｃｒｏｗｎｗｏｒｉｎｋｇｆａｃｅｎｄａｎｏｎ— ｗｏｒｉｎｋｇｆａｃｅｏｆｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅｗｅｒｅｃａｕｓｅｄｂｙｈｉｇｈ — ｃｙｃｌｅｆａｉｔｇｕｅ．
检查、断口分析、表面形貌检查、截面金相检查、材质分析及断口区域成分分析，并对叶冠工作面和
非工作面的应力分布进行计算，确定了叶片裂纹性质和产生原因。实验结果表明：故障低压涡轮
工作叶片叶冠工作面与非工作面裂纹为高周疲劳性质，导致叶片过早出现疲劳裂纹的主要原因是
ｉｎｇｆａｃｅｎｄａｎｏｎ — ｗｏｒｉｎｋｇｆａｃｅ，ｗｈｉｃｈｗａｓａｃｉｔｒｉｃａｌｆａｃｔｏｒｌｅａｄｉｎｇｔｏｈｅｔｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｓｅｒｌａｉｅｒｈａｔｎｅｘｐｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｖｉｂｒａｉｏｔｎｌｏａｄｉｎｇａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｈｅｔｆａｉｔｇｕｅｃｒａｃｋｓ．Ｆｉｎｌｌａｙ，ｈｅｔｉｍｐｒｏｖｅｄｐｒｏｐｏｓｌａｗａｓｐｒｏｖｉｄｅｄｔｈａｔｈｅｔｄｉｓ — ｔａｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｈｅｔｗｅｒａｂｌｏｃｋｓａｎｄｈｅｔｃｏｍｅｒｓｏｆｂｌａｄｅＳｃｒｏｗｎｗｏｒｉｎｋｇｆａｃｅｎｄａｎｏｎ— ｗｏｒｉｎｋｇｆａｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｎｒｏｔｌｌｅｄｉｎｈｅｔｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ａｖｏｉｉｎｄｇｈｅｔｔｉｎｅｏｆｗｅａｒｂｌｏｃｋｓｅｎｔｅｉｎｒｇｉｎｔｏｈｅｔｃｏｍｅｒ．
ｔｉｏｎｃｌｃａｕｌａｉｔｏｎｏｆｂｌａｄｅＳｃｒｏｗｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅａｎｄｎｏｎ— ｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ．Ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｎｔｈｅ
第３０卷第３期
２０１３年６月
沈阳航空航天大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ＶＯ１．３０Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２０１３
ＴｈｅｔｉｎｅｏｆｗｅａｒｂｌｏｃｋｓｅｎｔｅｒｅｄｉｎｔｏｈｅｔｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｒａｔｔｉｏｎｒｅｇｉＯｎｏｆｈｅｔｃｏｍｅｒｓｏｆｂｌａｄｅｏｎｈｅｔｃｒｏｗｎｗｏｒｋ－
中图分类号：Ｖ２３２．４文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—１２４８．２０１３．０３．００１
Ｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｒａｃｋｉｎａｅｒｏｅｎｇｉｎｅｌｏｗ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｈｅｔｃｒａｃｋｏｆｈｅｔｌｏｗ— ｐｒｅｓｓｕｒｅｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅｏｆａｅｒｏｅｎｇｉｎｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｃｒａｃｋｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｅｍｅｒｇｅｎｃｅｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｉｅｆｄｂｙｖｉｓｕａｌｉｎｓｐｅｃｉｏｔｎ，ｒａｆｃｔｕｅｒａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｕｒｆａｃｅ — ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｓｅｃｔｉｏｎｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ，ｍａｔｅｒｉｌａａｎａｌｙｓｉｓ，ｃｈｅｉｃｍｌａｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｓｗｅｌｌａｓｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕ —
耐磨块尖部进入叶冠工作面和非工作面的转角应力集中区；同时叶片工作时产生的振动载荷也加
速了疲劳裂纹的产生。最后提出了控制焊接过程中耐磨块与叶冠工作面和非工作面的尺寸，避免
耐磨块尖部进入转角区域的改进建议。关键词：低压涡轮工作叶片；ＤＺ１７Ｇ；高周疲劳；耐磨块；应力集中；航空发动机

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毕业设计论文：涡轮叶片断裂故障的分析与预防措施[管理资料]

Civil Aviation University of China 毕业设计(论文)专业：发动机动力工程学号：XXXXXXXX学生姓名：XXX所属学院：中国民航大学指导教师：XXX二〇一一年十月中国民航大学本科生毕业设计(论文)涡轮叶片断裂故障的分析与预防措施THE ANALYZING AND PREVENTIVE MEASURE OF TURBINE BLADE CRACKFAULT专业：发动机动力工程学生姓名：XXX学号：XXXXXXX学院：中国民航大学指导教师：XXXX2011年 10月创见性声明本人声明：所呈交的毕业论文是本人在指导教师的指导下进行的工作和取得的成果，论文中所引用的他人已经发表或撰写过的研究成果，均加以特别标注并在此表示致谢。

与我一同工作的同志对本论文所做的任何贡献也已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

毕业论文作者签名：签字日期：年月日本科毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解中国民航大学有关保留、使用毕业设计（论文）的规定。

特授权中国民航大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。

同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘。

（保密的毕业论文在解密后适用本授权说明）毕业论文作者签名：指导教师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日涡轮叶片断裂故障的分析与预防措施XXX摘要：涡轮转子叶片是把高温燃气的能量转变为转子机械功的重要零件工作时，它不仅被经常变化着的高温燃气所包围并且还承受着高速旋转产生的巨大离心力气体和振动负荷等，此外还要经受高温燃气引起的腐蚀和侵蚀，因而涡轮转子叶片的工作条件是恶劣的,它是决定发动机寿命的主要零件之一,因此涡轮转子叶片的故障是不可忽视的。

涡轮叶片的断裂故障往往导致下面整个阶段的损失并且对涡轮机的可用性造成重大影响。

涡轮叶片断裂故障的研究分析对于涡轮机耐用性的有效管理是非常必要的。

电站汽轮机低压转子次末级叶片开裂原因分析

电站汽轮机低压转子次末级叶片开裂原因分析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200MW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12.75MPa，再热蒸气温度535℃，再热蒸气压力2.18MPa。

叶片材质2Cr13。

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。

对开裂叶片进行宏观观察，发现叶片进气侧表面存在大量腐蚀坑。

选取开裂严重的一只叶片，将开裂部位打开进行断口宏观形貌检查。

叶片断口表面齐平，未见明显的塑性变形，也未见明显的机械损伤等缺陷。

断裂面是典型的疲劳断口，断口上初始断裂区、裂纹扩展区等特征区域清晰可辨，开裂起源于叶片出气侧边缘圆弧处，并向进气侧扩展，开裂方向与叶片长度方向垂直。

起裂区所占面积较小，断口的大部分为扩展区，有典型的“海滩状”疲劳条带形貌，如图2所示。

图1 低压转子次末级叶片开裂渗透检测照片图2 开裂叶片表面及断口宏观形貌图3 叶片断口SEM形貌（2）断口SEM检测利用扫描电子显微镜（SEM）对断口进行观察，可以看出，断口初始断裂区呈现典型的“冰糖状”晶间开裂形貌，晶粒较为细小，伴生有较多的晶间裂纹；在近起裂区的断口边缘存在腐蚀坑，深度约为0.2mm，腐蚀坑内部可观察到明显“泥坑状”形貌，具有典型的应力腐蚀特征。

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］。

电站汽轮机低压转子次末级叶片开裂原因分析

电站汽轮机低压转子次末级叶片开裂原因分析首先，材料失效是导致低压转子次末级叶片开裂的主要原因之一、汽轮机低压转子叶片一般采用高温合金材料，该材料具有良好的高温强度和耐腐蚀性能。

然而，长时间高温、高应力和循环载荷的作用下，材料会出现硬化、塑性变形减小和晶界与晶内空洞的形成等现象，进而导致叶片表面产生裂纹。

此外，材料的制造工艺和热处理也可能存在问题，如气孔、夹杂物和残余应力等。

其次，设计缺陷也会引起低压转子次末级叶片开裂。

转子叶片的设计应该满足一定的强度和刚度要求，能够承受高温、高应力和循环载荷的作用。

但在实际工作中，由于叶片结构的不合理和应力集中等问题，会导致叶片易于开裂。

例如，叶片的结构过于薄弱，存在局部应力集中的地方，容易出现应力集中导致的裂纹。

此外，叶片间隙设计不合理、叶片固定不牢固等也可能导致叶片开裂。

另外，操作和维护过程中的失误也可能导致低压转子次末级叶片开裂。

例如，汽轮机的启停过程中，由于温度和压力的快速变化，可能导致叶片温度和应力的不均匀分布，从而引起开裂。

此外，刀片清洗和保养过程中使用不当的清洗液和工具，也可能对叶片材料造成腐蚀和损伤，进而导致叶片开裂。

最后，外界因素也可能导致低压转子次末级叶片开裂。

例如，随着汽轮机使用时间的增加，环境条件和工况可能发生变化，如蒸汽的温度和压力等。

这些变化会对叶片产生不同程度的影响，从而导致叶片开裂。

此外，环境腐蚀、振动和冲击等也可能引起叶片开裂。

为了避免低压转子次末级叶片开裂，首先应选择合适的材料，并正确进行材料的制造工艺和热处理。

同时，需要设计合理的叶片结构，减少应力集中的可能性。

在操作和维护过程中，要注意合理的操作和保养，并遵循相关规定和标准。

此外，还应定期进行检测和维护，及时发现和处理叶片开裂问题。

某型发动机涡轮叶片断裂故障分析

数，控制各级涡轮工作叶片上下缘板端面轴向错移量，改进定距半环，控制定距半环与涡轮机匣安装槽轴向间
隙，试车后检查低压涡轮后轴承外环跑道痕迹宽度等改进措施。关键词发动机，涡轮叶片，故障，轴向碰磨
ＦｕＨｅｎｇ
ＴｕＣｈａｎｇｑｉｎｇ
（１ＡＶＩＣＳｏｕｔｈＡｖｉａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｕｚｈｏｕ４１２００２）
（２ＺｈｕｚｈｏｕＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣ பைடு நூலகம் ｌｌｅｇｅ，Ｚｈｕｚｈｏｕ４１２００１）
ＦａｕｌｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｅｒｔａｉｎＡｅｒｏ — ＥｎｇｉｎｅＴｕｒｂｉｎｅＢｌａｄｅｓＢｒｏｋｅｎ
ＬｉＷｕｙｕａｎ
ＸｉａＺｈｉｂｉｎ
析，确定低压一级涡轮工作叶片为发动机故障的肇事件，其断裂性质为过载断裂；通过对低压一级涡轮工作叶片和导向叶片等零件间隙的计算分析，加工过程复查、疲劳试验及相关尺寸链计算，并采用故障树法对叶片断裂原因进行了系统分析，确定低压一级涡轮工作叶片断裂是其与低压一级涡轮导向叶片之间产生轴向碰磨引
０引言

航空发动机涡轮叶片失效分析与评估

航空发动机涡轮叶片失效分析与评估航空发动机的涡轮叶片是关键的组成部分，其质量和可靠性直接影响飞机的性能和安全。

因此，对涡轮叶片失效进行分析与评估至关重要。

本文将从失效原因、失效分析方法以及评估措施等方面进行探讨。

一、失效原因涡轮叶片失效可以由多种原因引起，下面列举了一些常见的失效原因：1. 疲劳断裂：由于长期受到循环载荷的作用，涡轮叶片会发生疲劳断裂，导致叶片失效。

2. 热腐蚀：高温环境下，涡轮叶片会受到氧化和腐蚀的影响，逐渐失去材料的强度和形状稳定性。

3. 过热变形：在高温运行条件下，涡轮叶片可能会由于过渡区域温度过高，导致叶片变形或扭曲失效。

4. 引气失效：由于引气部件的故障或设计不当，空气流动异常，造成叶片受到不正常的载荷，导致失效。

5. 疲劳腐蚀裂纹：在高温、高腐蚀环境下，涡轮叶片可能同时受到疲劳和腐蚀的作用，导致裂纹的生成和扩展。

二、失效分析方法为了准确分析涡轮叶片失效的原因，通常采用以下方法进行研究：1. 金相分析：通过金相分析，可以观察到叶片内部的组织结构、晶界和缺陷，判断是否存在材料缺陷或应力集中等问题。

2. 热分析：利用热分析技术，如差热分析（DSC）和热重分析（TGA），可以研究涡轮叶片在高温环境下的热稳定性和热腐蚀性能。

3. 腐蚀分析：通过化学腐蚀试验和电化学测试，可以评估涡轮叶片在腐蚀环境下的耐蚀性和腐蚀速率。

4. 超声波检测：利用超声波检测技术，可以对叶片内部存在的裂纹、夹杂物和松动部分进行无损检测，确定可能存在的缺陷。

5. 仿真模拟：采用有限元分析和流体动力学模拟等数值模拟方法，对涡轮叶片在实际工作条件下的应力、温度分布进行模拟分析，预测叶片的寿命和失效形式。

三、评估措施针对涡轮叶片失效的原因和分析结果，可以采取以下评估措施：1. 材料选择与优化：针对不同工作条件和失效类型，选择合适的高温合金材料，并通过优化材料结构和热处理工艺等方式，提高叶片的抗疲劳和抗腐蚀能力。

2. 检测与监测：建立完善的涡轮叶片检测和监测系统，及时发现叶片的缺陷和异常情况，进行预防性维修和更换。

汽轮机低压叶片损坏原因分析及防范措施

汽轮机低压叶片损坏原因分析及防范措施027200摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对汽轮机的应用也越来越广泛。

本文就汽轮机低压叶片损坏原因及防范措施进行研究，采取控制机组辅助调峰时低压缸零出力投入与退出速率、控制机组负荷速率、控制汽轮机主再热汽温、控制汽轮机进汽方式等措施，可有效减少低压叶片的损坏，保障电网稳定运行。

关键词：汽轮机；叶片；磨损引言在双碳战略目标背景下，清洁能源装机量和发电量占比不断增加，火电机组积极开展转型升级，节能降耗改造、供热改造和灵活性改造的三改联动逐步推进，以满足节能降耗和消纳风电、光伏等清洁能源的要求。

研究深度调峰和供热工况下汽轮机低压缸叶片的安全稳定运行问题具有重要的现实意义。

1低压叶片损坏的原因根据相关数据，本文分析了机组跳闸的事故原因，其具体包括3个方面。

（1）起因：2号低压电子末端叶片断裂，排汽倒流环脱落。

（2）经过：汽轮机转子轴系质量大、不平衡及严重的动静磨损。

（3）结果：轴系瞬间失衡，振动大跳闸。

结合以上情况，我司根据相关理论和实际经验进行了仔细研究，发现低压叶片损坏与以下5点关系密切。

（1）与机组辅助调峰时低压缸零出力频繁投入和退出有关。

受电网负荷峰谷差较大影响，机组经常辅助调峰，频繁调峰导致供热不足。

为满足供热需求，低压缸会频繁进行零出力投入与退出。

在零出力切换过程中，LV阀关闭到20%前，低压缸次末级叶片温度变化较小（175MW负荷时LV阀开度100%，次末级温度在40℃左右，当负荷减至125MW，LV阀开度在20%时，温度也为40℃）。

由此可确认，当LV阀开度大于20%时，蒸汽流量足够冷却次末级叶片；当小于20%后再关闭LV阀时，低压缸次末级叶片温度开始大幅上升，规程要求次末级叶片温度控制在120～140℃之间，蒸汽流量必须大于15t/h。

因此，为防止低压叶片损坏，应控制低压缸零出力投入与退出温升温降。

（2）与汽轮机负荷速率有关。

压叶片出现损坏与汽轮机负荷速率有很大关系，其具体原因为：汽轮机叶片寿命缩短；汽轮机负荷调整，进气量发生变化，突增突减；转子和气缸受到冷却或加热过快；气缸内外温差变化较大；交变应力随之变大。

650MW核电汽轮机低压次末级动叶片根部断裂原因分析与处理

650MW核电汽轮机低压次末级动叶片根部断裂原因分析与处理王宏星1，葛海华2（1.海南核电有限公司商务合同处，海南昌江572733；2.中核核电运行管理有限公司物资采购处，浙江海盐314300）摘要：秦山第二核电厂650MW汽轮机低压次末级动叶片发生断裂,导致机组紧急停机。

文中通过对叶片断裂缺陷的根本原因分析，提出改进现有结构叶片型式，利用凸台拉筋整圈连接避开叶片高频共振区域，通过制造叶片试样进行试验论证，证明改进措施是合理可行的。

对海南核电650MW汽轮机的运行与检修提供了借鉴与参考。

关键词：汽轮机；低压次末级动叶片；断裂；振动中图分类号：TK263.3文献标志码：A文章编号：1002-2333（2017）12-0166-04 Treatment and Analysis on Root Fracture Causes of Low-pressure Last Stage Moving Blade in650MW NuclearPower TurbineWANG Hongxing1,GE Haihua2（1.Business Contract Agency,Hainan Nuclear Power Co.,Ltd.,Changjiang572733,China;2.China Nuclear Power Operation Management Co.,Ltd.,Haiyan314300,China）Abstract:The root fracture of low-pressure last stage moving blade in650MW nuclear power turbine of Qinshan second nuclear power plant causes an emergency shutdown.This paper analyzes cause of blade fracture defect,and improves existing structure blade type.The whole high frequency resonance region of the blade is avoided by using the whole ring of the lug boss.It is proved that the improvement is reasonable and feasible by the blade specimens.It provides reference for operation and maintenance of650MW turbine in Hainan nuclear power plant.Keywords:steam turbine;low-pressure last stage moving blade;fracture;vibration0引言叶片是汽轮机的重要零部件，在汽轮机中承担着把蒸汽的热能转化为机械能的重要任务。

汽轮机低压转子末级叶片断裂分析

测定！吉果见表$&由表$可知''号叶片除Ct、 R含量偏•，其他元素含量均符合GM/T 8732— 200#《汽轮机叶片用钢》的要求&
样品 57号叶片 GM/28732— 2004要求
!#C) 06028 $06055
表@ 57号叶片化学成分分析结果
!#S?) !#0B) !#1?) !#CT) !#C8)
中图分类号：TK26! !
文献标志码:G
文章编号:&：'&-08：H(202&)0#-02"!-0"
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Q7%06&7()*%+,'-'4.762(/%'696%3(:+%=(-*
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!"(V'"H"%!1'"Q,%)@.%) (Shanghai 4ua9ia% Nin'a%) A%er)? Co., Lt9., Shanghai 20**08, China)
#)汽轮机低压转子末级的57号叶片断裂( 12号叶片存在裂纹，2根叶片缺陷位置具有一致性，均为叶片进汽侧距叶顶280 ==的司太立合金与叶片母材交界处。该处存在结构上不连续，易产生应力集中&在长期运行中，由于水蚀及应力集中的共同作用，叶片产生疲劳裂纹&在对机组低压转子末级叶片进行磁粉检测时，发现共有 33根叶片在该位置存在裂纹或开口缺陷&
号叶片上切取2个拉伸试样，编号为57-1（7-2（ 12-1和122,具体取样位置见图:&

探究导致低压缸末级叶片损坏原因

探究导致低压缸末级叶片损坏原因摘要：本文对127MW汽轮机低压缸末级叶片断裂原因进行了全面的分析，对末级叶片断裂主要原因进行详细探究。

由于汽轮机频繁启停增加了机组低频疲劳，尤其影响低压缸末级叶片，低负荷工况下，蒸汽流动条件的改变，可能背压造成末级叶片冲击。

关键词：末级叶片；背压；断裂1、概述某电厂机组在做完甩负荷试验时，机组转速3300rpm时，机械超速保护动作后，转速下降到2800rpm，按照规定不应低于2950rpm，停机后立即安排检查，发现低压缸末级叶片多处扭曲损坏，部分末级叶片存在不同程度的变形，小部分脱落。

在低压缸末级叶片多处有断裂、开裂现象。

汽机末级动静叶片损坏，尤其末级动叶片受损严重，变形特征相同。

2、汽轮机低压缸叶片型式及存在的隐患汽轮机采用的是三压再热式双缸、双缸向下排汽、凝汽式汽轮机，由锅炉产生的高压、再热及低压蒸汽，通过置于机组左侧的一组截止阀和控制阀，依次进入高中低压缸在联通管中，低压主蒸汽与中压汽机排汽混合，然后流经低压缸，并最后排入凝汽器。

蒸汽是在汽机叶片间的空间流动做功，流入汽轮机的蒸汽的质量与流出是一样的，但汽机入口处蒸汽温度压力都比较高，体积较小，蒸汽在汽轮机内部做工后出口处功伴随着压力和温度的降低，而汽体体积膨胀，需要更大的通流面积才能排出相同质量的蒸汽，所以汽机末级叶片是最长的。

由于机组为单轴机组，发电机、燃气轮机、蒸汽轮机布置在一根轴上，当燃机开始启动到并网以及直到汽轮机进汽前，锅炉在启动阶段尚且不能产生满足汽机进汽条件的蒸汽，而汽机高速旋转的同时使叶片温度上升，没有足够蒸汽或者说蒸汽量不够的时候，热量无法快速被带走，就会造成叶片超温，而低压缸叶片最长，其温度上升最为明显，因此在机组启动期间，应设置有相应的冷却蒸汽进入低压缸，带走因鼓风摩擦产生的热量，对其进行冷却。

汽轮机在运行时外来杂物会造成叶片损坏。

汽机在高速旋转过程中,若有异物进入叶片动静间隙，会对叶片造成严重损坏。

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