刘长春， 张小武， 王梅英

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

某超临界空冷机组中压末级叶片失效分析

刘长春， 张小武， 王梅英

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

对某超临界空冷机组中压末级叶片断裂故障现场和运行记录进行调查分析，对断裂叶片的材料和断口进行了理化检验和实验分析，采用三维有限元方法对叶片的静应力进行了精确的计算，并综合分析了叶片断裂的故障原因。

叶片；断裂；分析

0 引言

CLNZK660-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机于2011年6月正式投入运行，2011年8月3日现场检查中发现中压叶片正向第6级有1片叶片断裂，断面距根部约30 mm，中压2#隔板套的第6级导叶片整圈中有2个位置出现损坏情况。

图1 断裂叶片照片

图2 叶片宏观断口照片

1 分析

1.1 主要技术规范

该级叶片是将超临界600MW中压末级叶片放大1.1倍并转大安装角度得到的，叶高在超临界的基础上增加 11.2 mm。叶片根顶宽度为84.4/66.8 mm，叶片数为66只，平均直径1 395.2 mm，轮缘宽度118.5 mm，叶根为三齿枞树型，叶片工作温度为 381.9℃，叶片材料为2Cr12NiMo1W1V。

1.2 断口概况和分析

图3 叶片源区附近放大照片

断裂叶片照片如图1，叶片宏观断口如图2所示，断面严重氧化，呈暗黑色，进汽边一侧有大约6 mm×1.5 mm的小平面，较为粗糙，有氧化腐蚀痕迹，裂纹扩展区—前区可见起始于小凹面的放射状花样，扩展区较为平坦，占整个断面的2/3，从断面颜色来看，裂纹扩展区的氧化程度略轻于进汽边边缘的小凹面。瞬断区较为粗糙，和扩展区断面呈斜75°，有磕碰的痕迹。……