火電廠汽輪機(jī)葉片開裂原因分析

黎 華, 盧忠銘, 劉課秀, 王 戀(廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院, 廣州 510663)

火電廠汽輪機(jī)葉片開裂原因分析

黎 華, 盧忠銘, 劉課秀, 王 戀
(廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院, 廣州 510663)

某火電廠汽輪機(jī)末級動葉片在停機(jī)檢修時發(fā)現(xiàn)端部進(jìn)汽側(cè)背弧面上存在一段裂紋，運(yùn)用宏觀觀察、化學(xué)成分分析、硬度測試、金相檢驗(yàn)、斷口掃描及能譜分析等方法，對汽輪機(jī)葉片的開裂原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：汽輪機(jī)末級動葉片上的裂紋形成于進(jìn)汽側(cè)背弧面上的水蝕坑處，動葉片承受的拉應(yīng)力以及氯離子腐蝕的工作環(huán)境，導(dǎo)致葉片發(fā)生了晶間應(yīng)力腐蝕開裂。

汽輪機(jī)葉片；開裂；氯離子；應(yīng)力腐蝕開裂

某火力發(fā)電廠汽輪機(jī)停機(jī)檢修時發(fā)現(xiàn)多個末級動葉片開裂現(xiàn)象，該汽輪機(jī)組僅投入運(yùn)行6 a(年)，累計運(yùn)行約36 000 h，只達(dá)到理論設(shè)計壽命的一半[1-5]。汽輪機(jī)采用一次中間再熱循環(huán)，三缸雙排汽抽汽凝汽式結(jié)構(gòu)，高壓缸進(jìn)汽參數(shù)為16.7 MPa/537 ℃，低壓缸進(jìn)汽參數(shù)為1.5 MPa/537 ℃，轉(zhuǎn)速3 000 r·min-1，額定功率300 MW。為了查明該汽輪機(jī)葉片開裂的原因，對葉片進(jìn)行了一系列理化檢驗(yàn)和分析，以避免類似失效事件的再發(fā)生。

1 理化檢驗(yàn)

1.1 宏觀觀察

汽輪機(jī)開裂葉片的宏觀形貌如圖1所示，開裂葉片為汽輪機(jī)正向末級葉片中的35號葉片，開裂均發(fā)生于葉片端部，裂口較直且斷面與葉片主軸方向基本垂直，未見明顯塑性變形，具有脆性開裂特征。葉片進(jìn)汽側(cè)光滑無腐蝕現(xiàn)象，而背弧面邊緣上存在鋸齒狀水蝕現(xiàn)象。圖2所示為圖1中汽輪機(jī)葉片①，②開裂部位經(jīng)人工打開的斷口形貌。……