《汽輪機(jī)葉片發(fā)生斷裂的原因》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《汽輪機(jī)葉片發(fā)生斷裂的原因(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、汽輪機(jī)的動(dòng)靜葉片是通流部分的主要零件,動(dòng)葉片不但要承受高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)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(chǎn)生的往復(fù)振動(dòng)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(kāi)焊或斷裂、葉片水蝕等。在正常運(yùn)行中,如發(fā)生葉片斷裂,斷落的葉片將夾在間隙很小的動(dòng)靜部分中,造成碰磨,或斷落的葉片在本級(jí)碰磨后,其殘骸沿汽流進(jìn)入后幾級(jí),造成動(dòng)靜部分碰磨,導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。
? ? ?葉片損壞事故在汽輪機(jī)事故中占的比例較大,給設(shè)備安全、生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)一定影響。造成葉片斷裂或脫落的原因很多,與設(shè)計(jì)、制造、材質(zhì)、安裝、檢修工藝和運(yùn)行維護(hù)等因素均有關(guān)系。今天小編給大家歸納總結(jié)一下。
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葉輪機(jī)葉片斷裂的原因
1. 機(jī)械損傷
? ? ?1)外來(lái)的機(jī)械雜質(zhì)隨蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)打傷葉片。
? ? ?2)汽缸內(nèi)部固定零部件脫落,如阻汽片、導(dǎo)流環(huán)等,造成葉片嚴(yán)重?fù)p傷。
? ? 3)因軸承或推力瓦損壞、大軸彎曲、脹差超限以及機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng),造成通流部分動(dòng)、靜磨擦,使葉片損壞。
2. 腐蝕和銹蝕
? ? ?葉片的腐蝕常發(fā)生在開(kāi)始進(jìn)入濕蒸汽的各級(jí),這些級(jí)段在運(yùn)行中,蒸汽干、濕交替變化,使腐蝕工質(zhì)易濃縮,引起葉片腐蝕。另外,長(zhǎng)期停機(jī)備用的機(jī)組也會(huì)因空氣中的潮氣或蒸汽漏入機(jī)內(nèi)造成葉片嚴(yán)重銹蝕。
? ? ? 葉片受到侵蝕削弱后,不但強(qiáng)度減弱,而且葉片被侵蝕的缺口、孔洞還
3、將產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象;侵蝕嚴(yán)重的葉片,還會(huì)改變?nèi)~片的振動(dòng)頻率,從而使葉片因應(yīng)力過(guò)大或共振疲勞而斷裂。
3. 水蝕
? ? ?水蝕是濕蒸汽中分離出來(lái)的水滴對(duì)葉片沖擊造成的一種機(jī)械損傷,多發(fā)生在末級(jí)濕蒸汽區(qū)的低壓段長(zhǎng)葉片上,尤其是末級(jí)葉片。而末級(jí)葉片旋轉(zhuǎn)線速度高,并且蒸汽濕度大,水滴多,故受水蝕程度更嚴(yán)重。受水蝕嚴(yán)重的葉片將出現(xiàn)缺口、孔洞等,降低葉片的強(qiáng)度,導(dǎo)致斷裂損壞。
4. 水沖擊
? ? ?汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊時(shí),前幾級(jí)葉片的應(yīng)力會(huì)突然增加,并驟然受到冷卻,使葉片過(guò)載,末幾級(jí)葉片則沖擊負(fù)荷更大。葉片遭到嚴(yán)重水擊后會(huì)發(fā)生變形,其進(jìn)汽側(cè)扭向內(nèi)弧,出汽側(cè)扭向背弧,并在進(jìn)出汽側(cè)產(chǎn)生細(xì)微裂紋
4、,成為葉片振動(dòng)斷裂的根源。水沖擊有時(shí)會(huì)使葉片拉筋斷裂,改變?nèi)~片連接形式,甚至原來(lái)成組的葉片變成單個(gè)葉片,改變?nèi)~片振動(dòng)頻率,降低葉片的工作強(qiáng)度,致使葉片發(fā)生共振,造成斷裂?! ?
5. 葉片本身存在缺陷
? ? ? 1)設(shè)計(jì)應(yīng)力過(guò)高或結(jié)構(gòu)不合理,如葉片頂部太薄,圍帶鉚釘頭應(yīng)力大,常在運(yùn)行中發(fā)生應(yīng)力集中,鉚釘頭斷裂,圍帶裂紋折斷,使葉片損壞。
? ? ? 2)葉片振動(dòng)特性不合格,運(yùn)行中因共振產(chǎn)生很高的動(dòng)應(yīng)力,使葉片損壞。
? ? ? 3)葉片材質(zhì)不良或錯(cuò)用材料,如葉片材料機(jī)械性能差,金屬組織有缺陷或有夾渣、裂紋;葉片經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后材料疲勞性能和振動(dòng)衰減性能降低導(dǎo)致葉片損壞。
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5、? 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(wú)倒角等,都會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中而損壞葉片。
6. 運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)
? ? ?1)電網(wǎng)頻率變動(dòng)超出允許范圍,過(guò)高、過(guò)低都可能使葉片振動(dòng)頻率進(jìn)入共振區(qū),產(chǎn)生共振而使葉片斷裂。
? ? 2)機(jī)組過(guò)負(fù)荷運(yùn)行,使葉片的工作應(yīng)力增大造成超負(fù)荷。
? ? 3)主蒸汽參數(shù)不符合要求,頻繁而較大幅度地波動(dòng),主蒸汽壓力過(guò)高、主蒸汽溫度偏低或水沖擊以及真空過(guò)高,都會(huì)加劇葉片的超負(fù)荷或水蝕而損壞。
? ? 4)蒸汽品質(zhì)不良使葉片結(jié)垢、腐蝕。葉片結(jié)垢后將使軸向推力增大,引起過(guò)負(fù)荷;葉片結(jié)垢后離心力增加,超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度引發(fā)斷落;葉片結(jié)垢后,
6、改變其振動(dòng)特性,進(jìn)入共振區(qū)而斷落。腐蝕容易引起葉片應(yīng)力集中或材質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度降低,導(dǎo)致葉片損壞。
? ? 5)停機(jī)后由于主蒸汽或抽汽系統(tǒng)不嚴(yán)密,使汽水漏入汽缸,時(shí)間一長(zhǎng),通流部分發(fā)生銹蝕而損壞。
防止葉輪機(jī)葉片斷裂的措施
1.電網(wǎng)應(yīng)保持正常頻率運(yùn)行,避免頻率偏高偏低引起某幾級(jí)葉片進(jìn)入共振區(qū)。
2. 運(yùn)行中保持蒸汽參數(shù)和各監(jiān)視段壓力、真空等在在正常范圍內(nèi),超過(guò)極限值應(yīng)限負(fù)荷運(yùn)行。
3. 加強(qiáng)汽、水的化學(xué)監(jiān)督。
4. 運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)振動(dòng)的監(jiān)視,防止汽機(jī)因進(jìn)冷水冷汽或其他原因?qū)е率軣岵痪冃?、?dòng)靜間隙減小引起局部碰磨。
5. 機(jī)組大修中應(yīng)對(duì)通流部分損傷情況進(jìn)行全面細(xì)致地檢查,做好葉片、圍帶、拉筋的損傷記錄,做好葉片的調(diào)頻工作。