汽輪發電機轉軸法蘭開裂事故的經驗教訓

苗 雨

(哈電集團現代制造服務有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

最近，一臺國產超－超臨界600 MW 汽輪發電機組在起動過程中，當轉速升高達到額定轉速3000 r/min時，發生了汽輪發電機旋轉的轉子與固定的擋油環之間相互碰撞、磨擦的故障。轉軸的振動幅度高達200 μm以上，嚴重超過標準規定值，從而引起保護裝置動作，實現自動停機。

在現場實施高速動平衡試驗過程中，進行了兩次配重調整，使轉軸的振動幅值降低達到80 μm以下。在機組并網和承擔負荷以后，機組各個軸承處轉軸的振動穩定，運行情況良好。然而在運行2年以后，勵磁機一側軸承處的轉軸振動持續增大，最大達到 430 μm。

通過停機檢查，發現轉軸聯軸器靠背輪的法蘭上面有2條裂紋:其中一條裂紋已經通過聯軸器的銷釘孔延伸到靠背輪法蘭盤的外圓面;另一條裂紋則已經通過法蘭盤的銷釘孔延伸到靠背輪的端面。這兩條裂紋通過擴展已經相遇，并交匯在一起，造成開裂狀態。此外，檢查中還發現:有4個銷釘孔內已經銹蝕，其中有2個比較嚴重。最后決定將發電機返回工廠進行檢修。

由于振動而產生裂紋和開裂的原因非常復雜，只能采用綜合分析的方法，其中包括統計法、排除法、動力和靜力分析法、以及金相組織檢驗法等，試圖找到根本原因。

1 檢查

1.1 外形尺寸

對這臺汽輪發電機的軸端部帶有法蘭形狀的靠背輪，進行外形尺寸檢查。測量結果證明，完全符合設計要求。

1.2 探傷檢驗

在拆除帶有聯軸器法蘭盤的軸頭外圓上的集電環、勵磁線圈銅排及固定螺桿以后，對其進行了仔細的表面清理和著色超聲波探傷檢驗。……