??? 二、汽輪機主要零部件常見事故分析

??? （一）汽輪機葉片事故分析

??? 汽輪機葉片的損壞形式主要是疲勞斷裂。由于葉片工作條件惡劣，受力情況復雜，斷裂事故較常發(fā)生，且后果又較嚴重，所以對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，可以分為短期超載疲勞損壞、長期疲勞損壞、高溫疲勞損壞、應力疲勞損壞、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力或受到較大激振力，而振動次數(shù)低于107次就發(fā)生斷裂的機械疲勞損壞。如葉片受到水擊而承受較大的應力，或因轉子不平引起振動及安裝不良存在周期力等較大的低頻激振力，當這些力引起葉片共振時，葉片會很快斷裂。

??? 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；經受水擊而損壞的葉片的斷面呈“人”字形紋絡特征。

??? 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頻及在正常周波下運行。

??? 2、長期疲勞損壞

??? 長期疲勞損壞是指葉片運行中承受低于疲勞強度極限而應力循環(huán)次數(shù)又遠高于107次發(fā)生的一種機械疲勞損壞。

??? 造成長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)局部應力集中而發(fā)生的疲勞損壞；低頻率運行、超負荷運行使某些級的葉片應力升高導致提早損壞等等。長期疲勞損壞在電廠葉片斷裂事故中最為常見。

??? 防止長期疲勞損壞的辦法是：按規(guī)定避開高頻激振力共振范圍，提高葉片加工質量和改善運行條件。如防止低周波、超負荷運行，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力產生的蠕變和動應力產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)生在高壓缸前幾級葉片、中間再熱式汽輪機中壓缸前幾級葉片以及中壓汽輪機的調速級葉片。

??? 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、應力腐蝕損壞

??? 產生應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，應力作用；然后，高濃度鹽的腐蝕。應力腐蝕主要發(fā)生在2Cr13鋼制造的末級葉片上。其斷口形貌呈顆粒狀，微觀形態(tài)是沿界裂紋，斷面上有滑移臺階，并有細小腐蝕坑。

??? 防止葉片應力腐蝕損壞的只要措施是：改善汽水品質、提高葉片材質、降低葉片動應力等。

??? 5、腐蝕疲勞損壞

??? 腐蝕疲勞損壞是葉片在腐蝕介質中受交變應力作用而引起的疲勞損壞。如損壞是以機械疲勞為主，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：提高葉片材質耐腐蝕性；降低交變應力水平；改善汽水品質。

??? 6、接觸疲勞損壞

??? 接觸疲勞損壞是由于葉片根部松動，葉根參加振動，使葉根之間或葉片與葉輪機接觸面產生往復微量相對摩擦運動而造成的一種機械損壞。

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

??? 摩擦裂紋和摩擦硬化現(xiàn)象同時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接觸的應力集中，消除或減弱調頻葉片的振動力。

??? （二）汽輪機轉子金屬事故分析

??? 轉子在運行過程中要承受扭距和自重引起的彎應力、溫度梯度和溫度變化的熱應力、離心力、熱套力、振動力和發(fā)電機短路力距，其工作條件十分惡劣。

??? 汽輪機轉子的金屬事故主要是葉輪、主軸（轉子）的變形及開裂。

??? 1、主軸（轉子）的塑性變形

??? 汽輪機出廠時的殘余應力過大，運輸、安裝不當以及運行中暖機不充分，動靜部分相摩擦，水擊和滿水等原因，都有可能導致大軸產生永久變形，一旦出現(xiàn)這種情況決不能強行升速，而應停機后直軸。

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