??? 二、汽輪機(jī)主要零部件常見(jiàn)事故分析

??? （一）汽輪機(jī)葉片事故分析

??? 汽輪機(jī)葉片的損壞形式主要是疲勞斷裂。由于葉片工作條件惡劣，受力情況復(fù)雜，斷裂事故較常發(fā)生，且后果又較嚴(yán)重，所以對(duì)葉片斷裂事故的分析研究一直受到特別重視。按照葉片斷裂的性質(zhì)，可以分為短期超載疲勞損壞、長(zhǎng)期疲勞損壞、高溫疲勞損壞、應(yīng)力疲勞損壞、腐蝕疲勞損壞、接觸疲勞損壞等六鐘。

??? 1、期超載疲勞損壞

??? 這種損壞是指葉片受到外加較大應(yīng)力或受到較大激振力，而振動(dòng)次數(shù)低于107次就發(fā)生斷裂的機(jī)械疲勞損壞。如葉片受到水擊而承受較大的應(yīng)力，或因轉(zhuǎn)子不平引起振動(dòng)及安裝不良存在周期力等較大的低頻激振力，當(dāng)這些力引起葉片共振時(shí)，葉片會(huì)很快斷裂。

??? 葉片短期超載疲勞損壞的宏觀特征為：斷面粗糙，疲勞前沿線（即貝殼紋）不明顯，斷面上疲勞區(qū)面積小于最終靜撕斷區(qū)面積；經(jīng)受水擊而損壞的葉片的斷面呈“人”字形紋絡(luò)特征。

??? 防止短期超載疲勞損壞的主要方法是：防止水擊，作好消除低頻共振的調(diào)頻及在正常周波下運(yùn)行。

??? 2、長(zhǎng)期疲勞損壞

??? 長(zhǎng)期疲勞損壞是指葉片運(yùn)行中承受低于疲勞強(qiáng)度極限而應(yīng)力循環(huán)次數(shù)又遠(yuǎn)高于107次發(fā)生的一種機(jī)械疲勞損壞。

??? 造成長(zhǎng)期疲勞損壞的原因有：葉片或葉片組在高頻激振力作用下引起的共振損壞；葉片表面缺陷處出現(xiàn)局部應(yīng)力集中而發(fā)生的疲勞損壞；低頻率運(yùn)行、超負(fù)荷運(yùn)行使某些級(jí)的葉片應(yīng)力升高導(dǎo)致提早損壞等等。長(zhǎng)期疲勞損壞在電廠葉片斷裂事故中最為常見(jiàn)。

??? 防止長(zhǎng)期疲勞損壞的辦法是：按規(guī)定避開(kāi)高頻激振力共振范圍，提高葉片加工質(zhì)量和改善運(yùn)行條件。如防止低周波、超負(fù)荷運(yùn)行，防止腐蝕和水擊等。

??? 3、高溫疲勞損壞

??? 高溫疲勞損壞是指由蠕變和疲勞共同作用所形成的介于靜應(yīng)力產(chǎn)生的蠕變和動(dòng)應(yīng)力產(chǎn)生的勞之間的一種損壞形式。裂紋源部位呈蠕變現(xiàn)象，斷裂性質(zhì)為持久斷裂和疲勞斷裂的組合，而且往往伴隨著材料組織的變化。

??? 高溫疲勞損壞裂紋基本上是穿晶的，斷口宏觀貌有貝殼花紋，斷口微觀貌有較厚的氧化皮。

??? 高溫疲勞損壞發(fā)生在高壓缸前幾級(jí)葉片、中間再熱式汽輪機(jī)中壓缸前幾級(jí)葉片以及中壓汽輪機(jī)的調(diào)速級(jí)葉片。

??? 防止高溫疲勞損壞的主要措施是：選用高溫性能好的金屬來(lái)制造處于高溫下工作的葉片，防止葉片共振，防止葉片徑向和軸向相摩擦等。

??? 4、應(yīng)力腐蝕損壞

??? 產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的主要原因是：首先，金屬晶界偏析，析出碳化物，出現(xiàn)貧鉻區(qū)，使晶界腐蝕；其次，應(yīng)力作用；然后，高濃度鹽的腐蝕。應(yīng)力腐蝕主要發(fā)生在2Cr13鋼制造的末級(jí)葉片上。其斷口形貌呈顆粒狀，微觀形態(tài)是沿界裂紋，斷面上有滑移臺(tái)階，并有細(xì)小腐蝕坑。

??? 防止葉片應(yīng)力腐蝕損壞的只要措施是：改善汽水品質(zhì)、提高葉片材質(zhì)、降低葉片動(dòng)應(yīng)力等。

??? 5、腐蝕疲勞損壞

??? 腐蝕疲勞損壞是葉片在腐蝕介質(zhì)中受交變應(yīng)力作用而引起的疲勞損壞。如損壞是以機(jī)械疲勞為主，則裂紋發(fā)展迅速，裂紋為穿晶型；如損壞是以應(yīng)力腐蝕為主，則裂紋發(fā)展較慢，裂紋主要是沿晶型。

??? 防止腐蝕疲勞損壞的主要措施是：提高葉片材質(zhì)耐腐蝕性；降低交變應(yīng)力水平；改善汽水品質(zhì)。

??? 6、接觸疲勞損壞

??? 接觸疲勞損壞是由于葉片根部松動(dòng)，葉根參加振動(dòng)，使葉根之間或葉片與葉輪機(jī)接觸面產(chǎn)生往復(fù)微量相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)而造成的一種機(jī)械損壞。

??? 由于摩擦表面材料晶體滑移和硬化，使硬化區(qū)內(nèi)產(chǎn)生許多平行的顯微裂紋，并不斷擴(kuò)展，從而引起疲勞斷裂。

??? 摩擦裂紋和摩擦硬化現(xiàn)象同時(shí)并存是接觸疲勞損壞的主要基本特征。摩擦硬化和摩擦裂紋僅存于接觸部位表面。

??? 防止接觸疲勞的主要措施是：改善葉片接觸面的緊貼程度，增加接觸面積以防止接觸點(diǎn)接觸的應(yīng)力集中，消除或減弱調(diào)頻葉片的振動(dòng)力。

??? （二）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子金屬事故分析

??? 轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過(guò)程中要承受扭距和自重引起的彎應(yīng)力、溫度梯度和溫度變化的熱應(yīng)力、離心力、熱套力、振動(dòng)力和發(fā)電機(jī)短路力距，其工作條件十分惡劣。

??? 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的金屬事故主要是葉輪、主軸（轉(zhuǎn)子）的變形及開(kāi)裂。

??? 1、主軸（轉(zhuǎn)子）的塑性變形

??? 汽輪機(jī)出廠時(shí)的殘余應(yīng)力過(guò)大，運(yùn)輸、安裝不當(dāng)以及運(yùn)行中暖機(jī)不充分，動(dòng)靜部分相摩擦，水擊和滿(mǎn)水等原因，都有可能導(dǎo)致大軸產(chǎn)生永久變形，一旦出現(xiàn)這種情況決不能強(qiáng)行升速，而應(yīng)停機(jī)后直軸。

??? 直軸方法：對(duì)小型碳鋼轉(zhuǎn)子可采用局部加熱反變形校直；對(duì)大功率合金鋼轉(zhuǎn)子多采用“松弛法”。