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        汽輪機葉片發生斷裂,你知道原因嗎?

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        汽輪機葉片發生斷裂,你知道原因嗎?

        發布日期:2020-07-08 作者: 點擊:

          汽輪機的動靜葉片是通流部分的主要零件,動葉片不但要承受高速轉動時產生的離心力,還要承受高速氣流的沖擊力和由于氣流不均勻而產生的往復振動作用力。

          葉片損壞的情況包括葉片斷落、裂紋、圍帶飛脫、拉筋開焊或斷裂、葉片水蝕等。在正常運行中,如發生葉片斷裂,斷落的葉片將夾在間隙很小的動靜部分中,造成碰磨,或斷落的葉片在本級碰磨后,其殘骸沿汽流進入后幾級,造成動靜部分碰磨,導致設備嚴重損壞。

          葉片損壞事故在汽輪機事故中占的比例較大,給設備安全、生產運行帶來一定影響。造成葉片斷裂或脫落的原因很多,與設計、制造、材質、安裝、檢修工藝和運行維護等因素均有關系。今天因大師給大家歸納總結一下。

          葉輪機葉片斷裂的原因

          1. 機械損傷

          1)外來的機械雜質隨蒸汽進入汽輪機內打傷葉片。

          2)汽缸內部固定零部件脫落,如阻汽片、導流環等,造成葉片嚴重損傷。

          3)因軸承或推力瓦損壞、大軸彎曲、脹差超限以及機組強烈振動,造成通流部分動、靜磨擦,使葉片損壞。

          2. 腐蝕和銹蝕

          葉片的腐蝕常發生在開始進入濕蒸汽的各級,這些級段在運行中,蒸汽干、濕交替變化,使腐蝕工質易濃縮,引起葉片腐蝕。另外,長期停機備用的機組也會因空氣中的潮氣或蒸汽漏入機內造成葉片嚴重銹蝕。

          葉片受到侵蝕削弱后,不但強度減弱,而且葉片被侵蝕的缺口、孔洞還將產生應力集中現象;侵蝕嚴重的葉片,還會改變葉片的振動頻率,從而使葉片因應力過大或共振疲勞而斷裂。

          3. 水蝕

          水蝕是濕蒸汽中分離出來的水滴對葉片沖擊造成的一種機械損傷,多發生在末級濕蒸汽區的低壓段長葉片上,尤其是末級葉片。而末級葉片旋轉線速度高,并且蒸汽濕度大,水滴多,故受水蝕程度更嚴重。受水蝕嚴重的葉片將出現缺口、孔洞等,降低葉片的強度,導致斷裂損壞。

          4. 水沖擊

          汽輪機發生水沖擊時,前幾級葉片的應力會突然增加,并驟然受到冷卻,使葉片過載,末幾級葉片則沖擊負荷更大。葉片遭到嚴重水擊后會發生變形,其進汽側扭向內弧,出汽側扭向背弧,并在進出汽側產生細微裂紋,成為葉片振動斷裂的根源。水沖擊有時會使葉片拉筋斷裂,改變葉片連接形式,甚至原來成組的葉片變成單個葉片,改變葉片振動頻率,降低葉片的工作強度,致使葉片發生共振,造成斷裂。

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          5. 葉片本身存在缺陷

          1)設計應力過高或結構不合理,如葉片頂部太薄,圍帶鉚釘頭應力大,常在運行中發生應力集中,鉚釘頭斷裂,圍帶裂紋折斷,使葉片損壞。

          2)葉片振動特性不合格,運行中因共振產生很高的動應力,使葉片損壞。

          3)葉片材質不良或錯用材料,如葉片材料機械性能差,金屬組織有缺陷或有夾渣、裂紋;葉片經過長期運行后材料疲勞性能和振動衰減性能降低導致葉片損壞。

          4)加工工藝不良,例如葉片表面粗糙,留有刀痕,圍帶鉚釘孔或拉筋孔處無倒角等,都會導致應力集中而損壞葉片。

          6. 運行維護不當

          1)電網頻率變動超出允許范圍,過高、過低都可能使葉片振動頻率進入共振區,產生共振而使葉片斷裂。

          2)機組過負荷運行,使葉片的工作應力增大造成超負荷。

          3)主蒸汽參數不符合要求,頻繁而較大幅度地波動,主蒸汽壓力過高、主蒸汽溫度偏低或水沖擊以及真空過高,都會加劇葉片的超負荷或水蝕而損壞。

          4)蒸汽品質不良使葉片結垢、腐蝕。葉片結垢后將使軸向推力增大,引起過負荷;葉片結垢后離心力增加,超過材料的抗拉強度引發斷落;葉片結垢后,改變其振動特性,進入共振區而斷落。腐蝕容易引起葉片應力集中或材質的機械強度降低,導致葉片損壞。

          5)停機后由于主蒸汽或抽汽系統不嚴密,使汽水漏入汽缸,時間一長,通流部分發生銹蝕而損壞。

          防止葉輪機葉片斷裂的措施

          1. 電網應保持正常頻率運行,避免頻率偏高偏低引起某幾級葉片進入共振區。

          2. 運行中保持蒸汽參數和各監視段壓力、真空等在在正常范圍內,超過極限值應限負荷運行。

          3. 加強汽、水的化學監督。

          4. 運行中加強對振動的監視,防止汽機因進冷水冷汽或其他原因導致受熱不均變形、動靜間隙減小引起局部碰磨。

          5. 機組大修中應對通流部分損傷情況進行全面細致地檢查,做好葉片、圍帶、拉筋的損傷記錄,做好葉片的調頻工作。


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