燃气轮机低压压气机转子叶片断裂分析

某型燃气轮机运行近1 000 h后,发生2片低压压气机转子叶片脱榫断裂和同级多片榫头裂纹故障。通过对断裂和裂纹叶片外观观察、断口分析、化学成分分析、硬度检测和金相检验等手段,确认了断裂和裂纹叶片失效模式相同,均属振动疲劳断裂,盘和叶片配合不良引起微动磨损是该级叶片早期振动疲劳断裂的主要原因。盘、片配合不良主要是由于配合面间无防磨损涂层,在应用过程中产生氧化和磨损引起的;通过盘和叶片榫齿配合面涂干膜润滑,有效解决了盘片配合面微动磨损问题。     

发动机高压压气机转子叶片断裂分析

高压压气机第二级钛合金转子叶片首次发生断裂。通过断口观察、材质分析、表面质量对比等检查工作,对叶片的断裂性质及断裂原因进行综合分析,结果表明:第二级转子叶片断裂性质为高周疲劳断裂;叶片断裂是由于叶片表面存在较重的抛光痕迹,并且叶尖受外来物打伤等综合因素共同作用的结果。通过改善叶身的表面完整性,可有效避免类似故障。     

发动机Ⅰ级压气机转子叶片断裂分析

本文分析了某型发动机Ⅰ级压气机转子叶片断裂故障.叶片为低周疲劳断裂.叶片颤振裕度不大,在工作转速范围内产生颤振导致叶片承受较大的动应力是其疲劳断裂的主要原因.叶片表面的腐蚀坑是其疲劳断裂的另一促进因素.通过改用低展弦比的叶片,并增加叶片调频措施,提高了叶片的颤振裕度,避免了Ⅰ级压气机转子叶片的颤振疲劳断裂.     

某压气机Ⅰ级转子叶片断裂故障分析

对故障叶片断口特征进行了观察与分析,对叶片的振动特性进行了分析计算,并结合应力测试和疲劳振动试验,对故障叶片的失效原因进行了分析.结果表明,叶片为高周疲劳断裂,叶背表面的机械擦伤是疲劳裂纹萌生的诱发因素,零阶可调叶片的角度不当是叶片振动的主要原因.     

航空发动机高压压气机三级转子叶片掉角分析

航空发动机在工厂试车后,检查发现高压压气机第三级转子叶片出现掉角故障。对故障件进行组织分析和断口观察,确认叶片掉角的性质,对可能导致故障产生的因素进行分析。结果表明：断口呈现多源疲劳特征,裂纹起源于叶背处,源区未见明显的冶金和加工缺陷;但存在明显的碰磨,断口因受到研磨而变得光滑,能谱分析未见外来元素。分析认为,叶片与机匣之间的不均匀非正常碰磨使振动加剧,引起共振,致使疲劳在叶背处产生并扩展,促进疲劳裂纹的产生和扩展,最终导致掉角。     

飞机某型发动机高压压气机转子叶片的超声波检测

飞机某型发动机高压压气机转子叶片(图1)在发动机高速运行期间，常会在进气边和排气边产生疲劳裂纹，其方向和分布规律如图2所示。这些疲劳裂纹一旦产生便会迅速扩展，导致叶片折断，继而打伤或打断其它叶片及构件，给飞行安全带来很大隐患，为此对叶片实施超声波检测，对保证发动机正常运行是非常重要的。     

发动机压气机转子叶片裂纹分析

对发动机压气机转子叶片试验件裂纹进行失效分析。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、表面形貌检查、截面金相检查、材质分析及断口区域成分分析,并对叶片振动应力分布进行计算,确定叶片裂纹性质和产生原因。结果表明:故障压气机转子叶片裂纹为高周疲劳性质,导致叶片过早出现疲劳裂纹的主要原因是叶身表面振动应力最大区域抛光、喷丸效果差,存在原始机械加工痕迹;最后提出避免叶身表面残留原始机械加工痕迹的改进建议。     

发动机压气机叶片断裂故障分析

发动机工作过程中压气机叶片断裂,分解检查后根据损伤情况确定了首断件;通过对首断件断口宏观分析,确定断裂性质为疲劳断裂,起始于进气边一侧;断口显微分析结果表明：叶片断裂系起始于腐蚀损伤的疲劳断裂;漆层分析表明基体腐蚀损伤的原因是断口区漆层破损,在高湿和含盐环境下,腐蚀介质沉积在漆层破损处,叶片在破损处出现晶间腐蚀,萌生裂纹并扩展,直至断裂,漆层破损的原因为外来物打伤;针对故障原因,细化了发动机低压压气机二级转子叶片外场检查方法。     

某型航空发动机压气机四级转子叶片振动特性分析

某型航空发动机压气机四级转子叶片是故障多发叶片.对该型发动机压气机四级转子叶片进行振动特性试验和分析,结果表明,四级转子叶片失效是由于发动机在转速为3700r/min时叶片产生共振导致疲劳失效.对排故措施进行了初步研究,指出通过采用LD7-1铝合金替换LY2铝合金来改变叶片固有频率的实际意义不大.     

压气机整流器叶片裂纹分析

发动机在累计试车13h14min后,发现压气机前排整流器38片叶片中共有21片叶片进气边存在裂纹。对存在裂纹叶片的宏、微观特征进行了观察与分析,并对叶片的金相组织、硬度、化学成分进行了检测。结果表明,发动机双排整流器叶片的开裂性质为疲劳开裂,叶片的疲劳开裂是异常振动应力,加之材料碳含量偏高和组织中大量网状铁素体的存在导致钢的疲劳性能下降,多种因素综合作用导致了疲劳裂纹的萌生及扩展。     

某型发动机高压压气机叶片开裂原因分析

某发动机高压压气机GH150合金叶片在进行振动疲劳试验时发生开裂,为分析叶片开裂原因,对开裂叶片进行了外观检查、断口宏微观观察、能谱分析、显微组织检查和硬度测试.结果表明,叶片的断裂性质为弯曲振动疲劳.开裂叶片的显微组织和硬度均符合技术要求,叶片的开裂与原材料质量无关.三片叶片的开裂与叶身表面存在氧化缺陷、表面晶界弱化、加工质量不好以及在轧制过程中形成的微小裂纹等加工缺陷有关.缺陷起到疲劳源的作用,从而使叶片很快萌生裂纹并扩展.通过严格控制轧制工艺参数、表面抛磨时的工作液质量和磨料形状,有效的解决了叶片表面存在缺陷的问题,从而保证了叶片的质量.     

烟气轮机动叶片断裂原因分析

本文分析了某烟气轮机动叶片失效原因。通过使用金相、扫描电镜等手段,对叶片进行裂纹、断口、组织及成分分析。结果表明,该烟气轮机动叶片的断裂性质为疲劳断裂,断裂叶片榫头第三齿（即断口部位）处的接触不均匀造成的严重磨损、接触应力明显增大以及榫齿接触表面存在一定程度的腐蚀损伤是造成叶片榫头发生疲劳开裂的主要原因;断口表面腐蚀产物包含烟气中特有的杂质元素,如Al、Si、Ca、K、S、O、Na等元素。研究发现,晶界碳化物呈现链状分布,已经发生了晶界弱化现象。叶片裂纹源表面的亚表面处存在的夹杂物和合金的晶界弱化也促进了叶片的开裂。研究结果对于叶片的故障分析及预防具有重要的意义。     

某发动机高压二级涡轮叶片断裂失效分析

某发动机在试车时高压二级涡轮叶片全部断裂.本文对叶片断口特征、高压二级涡轮外环内壁的损伤情况进行了观察,对叶片的显微组织进行了检查,分析了断裂性质和形成原因.结果表明,高压二级涡轮叶片的断裂为过载断裂,叶片的断裂与材质或加工无关.叶片的断裂是由于叶片与涡轮外环发生了严重摩擦所致.导致叶片与外环发生严重摩擦的原因可能是叶片承受了短时超温,导致叶片发生高温伸长.同时,短时超温导致的叶片高温强度下降对断裂也起到了一定的促进作用.     

轴流式压缩机叶片断裂原因分析

通过理化检测、扫描电镜观察和能谱分析等手段来确定转子叶片材质情况。结果表明:断裂叶片的拉伸、冲击、硬度、非金属夹杂物、化学成分均符合GB/T8732-2004的要求,金相组织未见异常;通过断口分析与叶片受力状况的综合分析,说明叶片工作时存在非正常振动,确定了叶片断裂性质为非正常振动下的疲劳失效。     

双金属带锯失效分析

对双金属带锯条在热处理后产生的硬度不足和断裂现象进行了金相、电镜及Ｘ射线衍射分析，找出了失效的主要原因是淬火加热温度偏氏和过热所致，并提出了解决这一打应的热处理工艺参数。     

发动机压气机叶片断裂故障分析与试验验证

发动机工作过程中出现燃气温度偏高的异常现象,返厂试车过程中Ⅱ级、Ⅲ级压气机转子叶片发生断裂。通过分解检查和理化分析,确定各断裂叶片的断裂性质及首断件;从设计、制造、装配、使用方面对首断件断裂原因进行分析,并采用整机模拟燃气温度偏高试验和压气机叶片叶尖振幅测量试验对断裂原因进行验证。结果表明:Ⅱ级压气机部分转子叶片发生高周疲劳断裂,为首断件;发动机严重进气畸变状态下,燃气温度偏高,Ⅱ级转子叶片一阶弯曲振动应力过高;可调叶片角度不准确、非正常激励频率是导致压气机叶片断裂的原因。