200MW汽轮机末级叶片断裂原因及裂纹扩展寿命的估算.pdfVIP

维普资讯 2002年第8期 东北 电力技术 200MW 汽轮机末级叶片断裂原因 及裂纹扩展寿命的估算 TheBreakage．CausesandtheEstimationofBreakExtension andResidueLifeforLastStageBladesof200MW Turbine 郑福 民 ，于维成 ，杨振国 (1．辽-7电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006；2．中国科学院金属研究所，辽宁 沈阳 110015) 摘要 ：对清河电厂 200MW 汽轮机末级叶片断裂原因进行分析，同时通过疲劳裂纹扩展试验及力学分析估算 了形成 0．8 itlIn初始裂纹源的剩余寿命约为 1275h。该结果对汽轮机末级叶片的运行、监测及维修时间的修订提供了重要依据。 关键词：叶片断裂；原因分析；裂纹扩展；寿命估算 Abstract：Thebreakagecausesoflaststagebladesarenaaly~ for200MW turbineofQinghePowerPlant．Meantime，throughthe testoffatiquebreakextensionnadthemechanicsanalysis，itWaSestimatedthat，theresiduelifefofining0．8inlninitialbreaksource willbealx~ut1275h．Thisresultpmvides amiportantbasksofoperation，monitoringandamending thetimeofmaintenanceforthe laStstagebladesofturbine． Keywords：Bladebreakage；Causeanalysis；Breakxetension；Lifeestimation [中图分类号]TG111，TK263．3[文献标识码]A [文章编号]1004—7913(2002)08—0001—04 余0．2～0．3mm，可能打磨时已暴露 了疏松。疲 1 叶片断裂原因 劳裂纹起源于此孔洞壁并向进汽边扩展时，距源 1．1 断口金相分析 1．39mill、1．71mill和 1．90mm处都存在明显的 叶片宏观断 口示于图 1，断 口平滑 ，有清晰的 疲劳孤线，该范围断口很光滑，裂纹在此间隔扩展 疲劳弧线，从疲劳弧线的弯曲方向确定裂纹萌生于 是很慢的；裂纹源区的成分分析见图3(a)。 排汽边 ，向进汽边扩展的平滑疲劳区约 占总断 口的 在距源2．88mm的断 口，靠近叶背面还有大 70％，最后瞬断区较粗糙 ，并呈现 45。剪切唇。用 片孔洞群 (图2 (a))，此孔洞在断 口内部的亚表 SEM观察裂纹源区可见到孔洞群 (图2 (a))，该 面，但在此处断 口的侧表面 (距 断 口 1～2mm 孔洞群占据排汽边叶背边长约0．6mm，并穿透叶 处)，已有大片孔洞外露，最长的孔洞达 2．5mm； 尖厚度约0．2～0．3rnm。这么大片的孔洞是因该 因此裂纹在此区扩展较快。离开此大片孔洞2．29mm 部位存在疏松缺陷又经历腐蚀后形成的，大修时叶 后，在靠近叶盆面的断口 (距叶盆 4．7mm)有很 片打磨的痕迹在此处特别严重，致使叶尖厚度只剩 长一段断 口区富硅 (图2 (b)及图3(b))，由于富 图1 宏观断口形貌