典型事故实例分析“叶片断裂”分析.ppt

燃气轮机 运行中发生的故障 概述 从前面的描述热悬挂现象对叶片的热冲击造成叶片产生裂纹可以看到叶片损坏后对机组的影响 一旦叶片体破碎 质量的改变将引起转子体的不稳定转动 破碎的质量块撞击转子上的部件将损伤金属材料 导致机组的剧烈振动 而振动程度的加剧影响到机组运行 叶片体上发生几何大变形还将引发转子的摩碰 因此 燃机设计对叶片的强度与振动数据有非常严格的控制指标 运行中发生的叶片断裂事故 某燃机电厂第三级叶片三年中连续三次发生断裂事故 11 叶片损坏时的使用时间同设计寿命相比 相差甚远 叶片远远没有达到设计规定使用期限就发生了断裂故障 机组在发生故障的运行中表现出的显著特性是具有较大振动 运行中发生的叶片断裂事故 运行人员采取动平衡方法没有解决振动超限问题 经检查发现第三级叶片上有明显的点腐蚀坑 有4个叶片在叶型中部折断 断口出气侧呈蓝黑色 有的断口呈现新鲜金属光泽 叶片围带上的硬质合金块存在裂纹并在运行中断落 有多片叶片局部被击伤 痕迹新鲜 还有12个断口呈深黑色叶片的围带断落 此外 发现叶片表面腐蚀的沟槽以及在沟槽附近的小裂纹 运行中发生的叶片断裂事故 从断口截面可以看出是 深黑色断口属于早期振动损坏的围带 首先折断的叶片质量引发击断相邻的叶片 后损坏的叶片断口呈现新鲜金属表面 沟槽附近的裂纹是由于腐蚀造成的沟槽在应力集中或者断裂碎块撞击所造成的 该机组事故特点是围带断裂前机组产生振动 围带的断裂改变了叶片振动特性 振动幅值加剧 增大叶片的动应力 加上在高温燃气介质碱金属硫酸盐对叶片材料腐蚀的共同作用 导致叶片的振动疲劳极限降低 在叶型中部断裂 断裂损坏性质属于腐蚀疲劳损坏 损坏的主要原因 叶片围带上的硬质合金块存在裂纹 在运行中断落是叶片材质存在不允许的枝间疏松缺陷 叶片的围带结构薄弱 其上的硬质合金块小 燃用轻柴油中的硫化物和运行环境的海边空气中Na离子偏高 使叶片受低温热腐蚀 降低了叶片的疲劳强度 促进了叶片断裂损坏发生 改进措施 强化燃油质量管理和品质的化学监督 运行中加强振动监视 依据监测系统 在带负荷运行中一旦发现轴瓦振动数值突然增加3 4mm s 及时分析原因 必要时应停机揭缸检查 一旦发现质量碎片 立即更换改进的新型叶片 由振动超限引起的零部件损坏