大型汽轮机低压次末级动叶片优化前后典型故障原因分析

某型汽轮机低压次末级动叶片优化前后均出现了次叶片断裂和裂纹故障问题,为了查明该型叶片故障原因以防止后续再次发生,对叶片故障情况、运行参数及历史记录等进行检查,对部分故障叶片材料和断口进行理化检验分析,并采用有限元法对优化前后叶片离心应力和轮系振动特性进行数值分析。结果表明：叶片断口为高周疲劳断裂;优化前叶片出汽侧内弧面顶部与围带连接过渡处产生裂纹并断裂的主要原因是工作状态下叶片产生较大的扭转恢复,使围带发生严重挤压,在出汽侧内弧面顶部与围带连接过渡处产生应力集中和疲劳损伤,叶根结构设计不合理是叶片叶根发生高周疲劳开裂的主要因素,而叶片叶轮系统6节径1阶振动落入“三重点”共振区是叶片故障的次要因素;优化后叶片叶根断裂的主要原因为叶根结构设计不合理,而叶片叶轮系统11节径2阶振动落入“三重点”共振区是叶片叶根故障产生的次要因素。     

某600 MW 机组再热器防磨罩固定焊点产生裂纹原因分析

某电厂锅炉投产后首次大修水压试验过程中,低温再热器至高温再热器过渡段管子发现多处漏点,漏点都在管子与防磨罩的焊接处,扩大性检查发现存在大范围该种现象。对照规程及设计参数,对母管及防磨罩材质和焊条材质进行材质分析,同时对现场存在裂纹的管子进行焊接工艺分析,发现普遍存在收弧点弧坑现象。分析结果认为导致裂纹产生的主要原因为防磨罩与管子焊缝较长,导致不同材质间膨胀产生的应力过大,同时焊接收弧点存在弧坑致使裂纹扩展到母材,及焊材选择不符合规程要求。     

300MW汽轮机低压转子动叶片断裂分析

某电厂300 MW汽轮发电机组在运行过程中发生低压转子0Cr17Ni4Cu4Nb动叶片断裂事故。利用化学成分分析、力学性能检测、显微组织分析及断口分析等方法对叶片断裂原因进行了综合分析。结果表明:叶片断裂的主要机理为腐蚀疲劳断裂,即叶片在循环激振力作用下沿腐蚀坑形成疲劳裂纹并扩展,直至断裂。针对本次叶片断裂原因,提出应加强机组汽水品质监测及对叶片安装过程和运行状态进行监督等建议。     

200 MW汽轮机末级叶片断裂原因及裂纹扩展寿命的估算

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0．8mm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。     

汽轮机低压转子末级叶片断裂分析

1台135MW机组在正常运行时突然发生汽轮机低压转子末级叶片断裂,被迫停机检修。为了查明叶片断裂的原因,通过对叶片断口进行宏观、微观试验,并结合运行参数分析,排除了叶片遭水击断裂的可能性,得出叶片断裂的主要原因是叶片局部区域受到外来高温热源击伤,造成局部金属材料组织发生变化,形成疲劳裂纹源所致。     

给水泵汽轮机动叶片断裂失效分析

针对某发电机组给水泵汽轮机动叶片断裂问题,通过宏观形貌与扫描电镜分析、化学成分分析、金相检查、力学性能试验等进行失效原因分析,发现出汽侧叶根与叶身形线间过渡处的加工质量欠佳,存在机加工痕迹较粗糙及圆弧半径偏小,断面存在明显的疲劳裂纹,认为叶片断裂属于高周疲劳断裂。提出更换现有批次叶片、优化出汽侧叶根与叶身形线间过渡处的设计和采用圆滑过渡等处理措施,并建议对重要辅机得主要部件重点监控、监造和选择优质供应商。     

刘家峡水电厂1#水轮机转轮叶片裂纹分析

本文介绍了刘家峡水电厂1#水轮机转轮叶片的裂纹情况,分析了叶片铸造缺陷、存在卡门涡共振、转轮叶片出水边与叶片联接部位存在应力集中等造成叶片裂纹的主要原因,并介绍了加大转轮叶片出水边与下环联结处的过渡圆角、转轮叶片出水边修型、避振运行等相应的处理措施。     

某燃气轮机涡轮动叶片腐蚀疲劳失效分析

针对某燃气轮机涡轮第1级动叶叶身表面涂层剥落及尾缘转接R处产生疲劳裂纹的现象进行了失效分析,并对失效机理进行探讨。首先,对失效叶片开展了理化检查,包括外观检查、化学成分分析及显微组织分析;然后模拟了机组运行时涡轮叶片的温度场和应力场分布。研究结果表明:重油中的S和V燃烧后产生硫酸盐和钒酸盐,局部高温促使其加速穿过陶瓷隔热层中的空隙并产生反应,从而使涂层出现脱落;温度场计算获得的局部高温区域与涂层剥落区域吻合;叶片应力模拟计算结果显示尾缘应力水平较高,频繁的启停使尾缘转接R处产生疲劳裂纹。基于研究结果,得出此次叶片失效的主要原因是腐蚀疲劳失效,并对涡轮叶片使用提出了合理的建议。     

汽轮机低压转子末级叶片断裂分析

某燃气—蒸汽联合循环机组汽轮机在运行过程中低压转子末级叶片发生断裂,通过对断裂叶片进行宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、断口分析和金相组织分析,得到叶片断裂的原因。结果表明:末级叶片小流量运行造成叶片背部回流,加剧末级叶片的水蚀程度;司太立合金与母材交界处存在结构上的不连续形成应力集中,应力集中部位在长期运行中产生疲劳裂纹;两者的综合作用导致叶片断裂。     

U型螺栓失效断裂原因分析

某汽轮机组在运行过程中空冷岛风叶U型螺栓发生断裂,利用宏观形貌观察、化学成分检测、金相组织观察、断口微观形貌观察及力学性能测试等方法对U型螺栓的断裂原因进行综合性失效分析。研究结果表明,由于螺栓的规格选用存在问题,导致U型螺栓的弯曲半径小于风叶轮毂半径,从而使螺杆内弧侧与风叶轮毂的接触部位因长期磨损而形成应力集中,并诱发疲劳源。同时,U型螺栓1的螺杆内弧与直杆过渡处存在一定程度的弯制残余应力,最终,在拉应力、弯制残余应力及风叶振动所产生的交变应力的综合作用下,疲劳裂纹源加速扩展,导致螺栓的断裂失效。     

钛合金疲劳裂纹的线性和非线性 超声综合定量检测技术

钛合金航空部件的低周疲劳裂纹在常规线性超声检测技术中易被低估,是飞机服役的安全隐患。针对上述问题开展了钛合金疲劳裂纹的非线性超声调制检测及其定量技术研究,提出了钛合金疲劳裂纹的线性和非线性超声综合检测方法。首先,通过金相法和线性超声相控阵检测技术对疲劳裂纹进行定量检测;其次,搭建了抗干扰能力强的非线性超声调制检测系统并设计了传感器布置方法;最后,基于声场分布分析提出疲劳裂纹的非线性超声调制定量方法,并将其定量检测结果与超声相控阵检测技术相对比。研究结果表明,超声相控阵方法测量的宏观裂纹长度为12 mm,而非线性超声方法测量的微裂纹延伸至距窄槽端部20 mm处,非线性调制检测技术在检测微裂纹和闭合裂纹具有显著优势。     

浅析锅炉受压部件出现的疲劳裂纹

该文通过对热电厂锅炉受压部件疲劳裂纹事例的详细分析 ,找出了原因 ,从而提出了改进措施。图 5参 3     

含裂纹构件剩余寿命的一种概率断裂力学分析方法

本文提出了一种含裂纹构件剩余寿命的概率断裂力学分析方法。该方法不仅考虑了材质的不均匀性和使用工况的波动性对构件剩余寿命的影响,而且还考虑了裂纹扩展引起构件剩余强度逐渐降低,以及新的疲劳裂纹不断萌生等因素对构件剩余寿命和可靠性的影响,从而给出了较为符合实际情况的含裂纹构件剩余寿命和可靠性随使用时间变化的一般规律。并以某船用锅炉汽水联箱为例,通过其实测和试验数据,得到了相应的数值结果。为分析该锅炉当前使用状况的可靠程度以及合理地确定其检修时间,提供了定量的技术参考依据。     

冲击式水轮机转轮空蚀与疲劳断裂

对冲击式转轮的主要失效方式－－空蚀和疲劳破坏进行研究,总结了冲击式转轮空蚀和疲劳破坏的特点原理,分析了设计、材料、工艺、检查和运行工况等因素与空蚀和疲劳破坏的关系,并提出了改进和预防措施。     

喷丸对中碳钢表面短裂纹萌生与扩展的影响

通过对中碳钢在非喷丸与喷丸二情形下表面疲劳短裂纹的萌生与扩展试验，研究了喷丸对中碳钢表面疲劳短裂纹萌生与扩展的影响。试验表明：喷丸延迟了裂纹萌生时间并增长了等幅扩展寿命；降低了裂纹的扩展速率，尤其在裂纹的早期扩展阶段。运用显微结构断裂力学理论对上述试验结果进行了较为深入的分析。     

基于亚像素级的墙面裂缝宽度检测方法研究

针对目前计算墙面裂缝宽度精度低的问题，提出一种基于亚像素级裂缝宽度计算方法。该方法在提取裂缝区域的基础上，运用基于中轴线垂线的裂缝宽度测量方法，结合多项式拟合裂缝边缘，提取裂缝左右边缘亚像素坐标点，从而运用欧式距离方法计算出亚像素级裂缝宽度，并且与像素级计算宽度的方法进行了对比。实验的结果表明，该算法计算结果更加精确，可用于多种类型的墙面裂缝宽度测量，其中纵向、横向和交叉裂缝测量的平均相对误差分别为3.02%、2.44%和3.72%，相比于像素级方法，平均误差分别减少了1.87%、1.95%和2.07%，具有较强的泛化能力以及稳定性。     

涡流脉冲热像对钢轨滚动接触疲劳裂纹表面长度的 量化评估研究

涡流脉冲热像技术作为一种新型的无损检测技术,兼具有感应加热非接触、高效和红外热像快速直观等优点,已应用于不同领域关键部件的缺陷检测与评估.针对钢轨踏面存在的滚动接触疲劳裂纹,利用涡流脉冲热像开展裂纹表面长度量化研究分析.针对滚动接触疲劳裂纹形貌分布复杂这一特点,设计了一套结合裂纹响应提取和裂纹识别的流程.并通过线性拟合参数对比分析了在裂纹响应提取中使用的不同方法的性能.试验结果表明,采用加热前期的热像数据进行主成分分析得到的热模对裂纹长度量化效果最好,具有最高的拟合优度92.8％,灵敏度5.91,和最小的残差2-范数2.24.     

龙羊峡水电站坝后裂缝稳定分析及处理

龙羊峡大坝从1986年10月蓄水以来,在2 500 m~2 570 m高程的下游面出现了约35条裂缝,这些裂缝影响到大坝的强度和稳定性。文章对裂缝的成因进行了分析,并对裂缝施工处理过程做了详细的叙述,通过对裂缝的分析与处理,确保了裂缝的稳定性和大坝的安全性。     

超超临界机组疏水罐罐体泄漏原因分析及防治

对运行不到2年的某电厂1 000 MW超超临界火电机组再热热段管道疏水罐罐体开裂的原因进行了分析。首先对罐体进行超声检测、然后对裂纹进行解剖,对裂纹周围微观组织、裂纹断口形貌进行观察分析。结果表明,再热热段管道疏水罐开裂的主要原因是再热管道上的冷凝水反复回流,造成罐体上下部分温差较大,从而产生热疲劳裂纹,最终热疲劳裂纹扩展导致泄漏。对此,建议改进疏水罐结构并采用过热度控制方式,且定期对疏水罐进行超声检测。     

伯德曲线在某300MW汽轮机高中压转子裂纹故障诊断中的应用

某300 MW机组运行中汽轮机高中压转子振动不断爬升,且与主蒸汽压力升高和主蒸汽温度降低密切相关。通过启停机过程异常伯德曲线的分析以及振动与主蒸汽压力升高、温度降低高度敏感的特征,诊断高中压转子振动不断爬升的根本原因是转子出现了较严重的横向裂纹。揭缸检查发现,高中压转子调节级后应力释放槽位置存在长度覆盖超过3/4圆周周长、最深194 mm的横向裂纹,证实了诊断结论的正确性。深度调峰、灵活性运行方式会影响汽轮机转子的疲劳寿命,严重时会导致产生转子裂纹。建议加强对振动特征异常表现,特别是启停机过程异常伯德曲线的分析,及早发现存在裂纹,采取相应处理措施。