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1、汽輪機的動靜葉片是通流部分的主要零件,動葉片不但要承受高速轉(zhuǎn)動時產(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)生的往復振動作用力。
? ? ? 葉片損壞的情況包括葉片斷落、裂紋、圍帶飛脫、拉筋開焊或斷裂、葉片水蝕等。在正常運行中,如發(fā)生葉片斷裂,斷落的葉片將夾在間隙很小的動靜部分中,造成碰磨,或斷落的葉片在本級碰磨后,其殘骸沿汽流進入后幾級,造成動靜部分碰磨,導致設備嚴重損壞。
? ? ?葉片損壞事故在汽輪機事故中占的比例較大,給設備安全、生產(chǎn)運行帶來一定影響。造成葉片斷裂或脫落的原因很多,與設計、制造、材質(zhì)、安裝、檢修工藝和運行維護等因素均有關系。今天小編給大家歸納總結一下。
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葉輪機葉片斷裂的原因
1. 機械損傷
? ? ?1)外來的機械雜質(zhì)隨蒸汽進入汽輪機內(nèi)打傷葉片。
? ? ?2)汽缸內(nèi)部固定零部件脫落,如阻汽片、導流環(huán)等,造成葉片嚴重損傷。
? ? 3)因軸承或推力瓦損壞、大軸彎曲、脹差超限以及機組強烈振動,造成通流部分動、靜磨擦,使葉片損壞。
2. 腐蝕和銹蝕
? ? ?葉片的腐蝕常發(fā)生在開始進入濕蒸汽的各級,這些級段在運行中,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,長期停機備用的機組也會因空氣中的潮氣或蒸汽漏入機內(nèi)造成葉片嚴重銹蝕。
? ? ? 葉片受到侵蝕削弱后,不但強度減弱,而且葉片被侵蝕的缺口、孔洞還
3、將產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象;侵蝕嚴重的葉片,還會改變?nèi)~片的振動頻率,從而使葉片因應力過大或共振疲勞而斷裂。
3. 水蝕
? ? ?水蝕是濕蒸汽中分離出來的水滴對葉片沖擊造成的一種機械損傷,多發(fā)生在末級濕蒸汽區(qū)的低壓段長葉片上,尤其是末級葉片。而末級葉片旋轉(zhuǎn)線速度高,并且蒸汽濕度大,水滴多,故受水蝕程度更嚴重。受水蝕嚴重的葉片將出現(xiàn)缺口、孔洞等,降低葉片的強度,導致斷裂損壞。
4. 水沖擊
? ? ?汽輪機發(fā)生水沖擊時,前幾級葉片的應力會突然增加,并驟然受到冷卻,使葉片過載,末幾級葉片則沖擊負荷更大。葉片遭到嚴重水擊后會發(fā)生變形,其進汽側(cè)扭向內(nèi)弧,出汽側(cè)扭向背弧,并在進出汽側(cè)產(chǎn)生細微裂紋
4、,成為葉片振動斷裂的根源。水沖擊有時會使葉片拉筋斷裂,改變?nèi)~片連接形式,甚至原來成組的葉片變成單個葉片,改變?nèi)~片振動頻率,降低葉片的工作強度,致使葉片發(fā)生共振,造成斷裂。
5. 葉片本身存在缺陷
? ? ? 1)設計應力過高或結構不合理,如葉片頂部太薄,圍帶鉚釘頭應力大,常在運行中發(fā)生應力集中,鉚釘頭斷裂,圍帶裂紋折斷,使葉片損壞。
? ? ? 2)葉片振動特性不合格,運行中因共振產(chǎn)生很高的動應力,使葉片損壞。
? ? ? 3)葉片材質(zhì)不良或錯用材料,如葉片材料機械性能差,金屬組織有缺陷或有夾渣、裂紋;葉片經(jīng)過長期運行后材料疲勞性能和振動衰減性能降低導致葉片損壞?!?
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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倒角等,都會導致應力集中而損壞葉片。
6. 運行維護不當
? ? ?1)電網(wǎng)頻率變動超出允許范圍,過高、過低都可能使葉片振動頻率進入共振區(qū),產(chǎn)生共振而使葉片斷裂。
? ? 2)機組過負荷運行,使葉片的工作應力增大造成超負荷。
? ? 3)主蒸汽參數(shù)不符合要求,頻繁而較大幅度地波動,主蒸汽壓力過高、主蒸汽溫度偏低或水沖擊以及真空過高,都會加劇葉片的超負荷或水蝕而損壞。
? ? 4)蒸汽品質(zhì)不良使葉片結垢、腐蝕。葉片結垢后將使軸向推力增大,引起過負荷;葉片結垢后離心力增加,超過材料的抗拉強度引發(fā)斷落;葉片結垢后,
6、改變其振動特性,進入共振區(qū)而斷落。腐蝕容易引起葉片應力集中或材質(zhì)的機械強度降低,導致葉片損壞。
? ? 5)停機后由于主蒸汽或抽汽系統(tǒng)不嚴密,使汽水漏入汽缸,時間一長,通流部分發(fā)生銹蝕而損壞。
防止葉輪機葉片斷裂的措施
1.電網(wǎng)應保持正常頻率運行,避免頻率偏高偏低引起某幾級葉片進入共振區(qū)。
2. 運行中保持蒸汽參數(shù)和各監(jiān)視段壓力、真空等在在正常范圍內(nèi),超過極限值應限負荷運行。
3. 加強汽、水的化學監(jiān)督。
4. 運行中加強對振動的監(jiān)視,防止汽機因進冷水冷汽或其他原因?qū)е率軣岵痪冃?、動靜間隙減小引起局部碰磨。
5. 機組大修中應對通流部分損傷情況進行全面細致地檢查,做好葉片、圍帶、拉筋的損傷記錄,做好葉片的調(diào)頻工作。