石泉江

(中国人民解放军92730部队，湖南三亚 572016）

某汽轮发电机组复速级第二级动叶片断裂故障分析

石泉江

(中国人民解放军92730部队，湖南三亚 572016）

某汽轮机3片复速级第二级动叶片发生断裂故障，经宏观检查、叶片材料性能分析、有限元分析及疲劳寿命对比分析发现，叶片根部倒圆加工尺寸偏小和叶片材料夹杂物局部偏聚是导致叶片疲劳断裂的主要原因，经提高叶片材料夹杂物等级和叶根倒圆加工精度，重新定做并更换叶片后，机组连续运行结果表明，机组运行正常，故障消除。

复速级;叶片断裂;加工精度;疲劳寿命;夹杂物等级

0 引言

2011年3月14日，某2#汽轮发电机组突然出现振动增加，并伴随内部有碰擦声。经检查机组复速级第一级叶片无异常损伤，复速级第二级动叶片有断裂，并卡塞在复速级第二级叶片和复速级出口的护环之间，编号分别为72#，73#和74#叶片。对于T型叶根的叶片来说，一般情况下主要有2个危险截面:1个为上部危险截面，1个为下部危险截面。本次故障断裂的3片叶片中有2片在下部危险截面处 (编号分别为72#和74#叶片），1片在上部危险截面处 (编号为73#），如图1所示。

图1 断裂叶片实物图Fig.1 The objective picture of the rupture blades

为此对叶片的断裂原因进行技术分析。

1 动叶片的受力分析

在静强度考核条件下，动叶片所受的力简化后可以认为主要由离心力Cn、轴向气流力Pa、周向气流力Pu以及离心力在各个考核截面上所受的偏心弯应力矩 (形成偏心弯应力）组成，受力简图如图2所示。由于离心力Cn的数量级往往比气流力Pa和Pu高出好几倍，离心力也成为决定性的影响因素。……