文档介绍：漳平电厂 1号机叶片断裂失效分析 14420 寝室成员程炜雷飞谭经松张时成 1、背景 2 、检查、试验 宏观检查 断口微观检查 化学成分 硬度测试 冲击试验 金相检查 3 、分析 4 、结论 1、背景漳平电厂 1号机系北京重型电机厂制造的冲动凝汽式汽轮机,其高压转子第 8级叶片材料为 2Cr13 。1998 年4月大修揭盖后发现该级叶片有一段围带残缺约 10cm 长,有一个叶片在根部断裂丢失, 部分围带铆钉头有弹起现象。修复工作由电厂委托北京重型电机厂进行,其修复过程为:拆除 5段围带及 43片叶片,更换断裂和受损的 2个叶片及损坏的2段围带,复装后叶片与围带采用焊接固定,并对2段围带铆钉头弹起的部位进行打磨后焊补,修后机组恢复运行。 2000 年5月7 日,汽轮机出现异常响声,且振动不断加剧,揭缸后发现高压转子第 8 级叶片丢落 19个,部分围带脱落,第 9 级叶片及 8、9、 10 级部分隔板磨损变形。对照 1998 年4 月大修记录,发现此次丢落的 19 个叶片大部分为当时修复处理过的叶片。由于此次叶片断裂事故对转子损伤较为严重, 故把整个转子送到制造厂修复。为了找出叶片断裂的原因,开展了一系列的失效分析工作。 2 检查、试验 宏观检查检查发现丢落的 19个叶片的断裂部位均位于叶片倒/形槽根部的横断面上(见图 1)。此外,还能观察到裂纹的存在,且从源区向心部发展。肉眼观察断口表面呈红褐色和灰褐色,有锈斑。断口平坦并分成两个区,其中大面积区呈光滑状,小面积区呈纤维状,个别断口几乎全部呈光滑状。拆卸时发现叶片根部装配较松,极易取下。 断口微观检查断口经超声波清洗干净后在扫描电镜下先以低倍( 10 倍)观察,发现有典型的疲劳断裂特征,即有三个区域组成:疲劳源,疲劳裂纹扩展区(颗粒状脆性断裂区) 和最终快速断裂韧性纤维区, 其中疲劳源和疲劳裂纹扩展占大部分面积。图 2为疲劳源和疲劳裂纹扩展区,从中能明显观察到贝壳状条纹, 是疲劳断裂典型特征。进一步放大观察发现断口有类似台阶式线段(见图3、4),这些线段不是平滑的,它是疲劳过程引起不稳定滑移面上快速的裂纹扩展造成的。 2 .3化学成分分析损坏叶片取样分析结果见表 1。从表 1可以看出,损坏叶片材料的化学成分合格。 2。表2表明,断裂叶片的硬度值略偏高,推测叶片材料的强度较高。 冲击试验