王广坤

1 故障背景

某台亚临界汽轮机在进行解体检修时，发现调节级第一级动叶叶根存在不同程度的裂纹。该调节级于3年前因长期运行发生微粒腐蚀、磨损而更换，并由原设备制造商按原设计进行制造，制造厂派员进行了现场更换。同时，未更换的第二级动叶于上次检查没有大的变化。发现上述问题后，我们及时与制造厂联系，以查明动叶叶根产生裂纹的原因和需要采取的预防措施。本文抽取有代表性的57、58、59、88、89、90共6片叶片进行原因分析，其中第59、90叶片为完好叶片。

2 原因调查

2.1 裂纹的分布

调节级动叶采用冲动式设计，焓降大，以适应系统冲击负荷的要求。调节级第一级动叶为枞树叶根、调频叶片，整级共16组，每组5片。叶根断口为典型的脆性断口，断口表面光滑，无明显的疲劳条纹。从叶根裂纹分布情况来看，裂纹分布在各个叶片组的不同顺序的叶片中，同时产生裂纹的叶片，其裂纹分布在叶片凸面或凹面第一或第二叶根上。从这种裂纹不规律分布现象来看，可以排除裂纹是因为叶片的共振而产生的。裂纹的分布图如图1。

图1 调节级叶根裂纹分布

2.2 磁粉探伤检查

对调节级第一级动叶叶根及叶根槽采用磁粉进行无损检查，除已目视发现的裂纹以外，没有发现其它新增裂纹。

2.3 裂纹断面观察

对裂纹断面进行目视检查，裂纹表面氧化皮的厚度几乎与叶片表面的氧化皮厚度完全相同，裂纹上氧化皮的厚度基本在0.4 mm左右。根据工作蒸汽的温度（538℃）进行推测，该氧化皮的厚度生成需要3年的时间，由此可以推出叶片的裂纹发生在叶片更换后，投入运行不久。……