王佩宁

(内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司, 通辽 029200)

2Cr13钢汽轮机叶片的开裂原因分析

王佩宁

(内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司, 通辽 029200)

在电厂机组启停和运行参数变化时，汽轮机低压转子末级叶片易受到交变应力作用而发生开裂，影响汽轮机的安全运行。对某汽轮机发生开裂的叶片进行了金相检验、硬度测试、断口分析和能谱分析，以确定叶片开裂的原因。结果表明：该开裂叶片材质状态正常，叶片开裂的原因为腐蚀疲劳，是由腐蚀环境和交变应力的共同作用导致的。

汽轮机；低压转子叶片；开裂；交变应力；腐蚀疲劳

腐蚀疲劳是在腐蚀环境与交变载荷共同作用下发生的一种失效模式[1]。如果腐蚀介质的作用和交变应力的作用不同时存在，则由此发生的失效行为不属于腐蚀疲劳。腐蚀疲劳对环境介质没有特定的要求，并且通常不具备疲劳极限[2]。火电机组在启停或运行参数变化时，处于腐蚀性环境的汽轮机叶片同时受到交变应力的作用[3-8]，因而极易产生腐蚀疲劳。

某电厂汽轮机转子转速为3 000 r·min-1，主蒸汽压力为8.83 MPa，主蒸汽温度为535 ℃。机组检修时，发现汽轮机低压转子末级叶片存在裂纹。开裂叶片材料为2Cr13马氏体不锈钢，热处理状态为淬火+高温回火，叶片长约800 mm，在内弧进汽侧偏叶顶方向有长约270 mm、宽约10 mm的冲蚀区域，越偏向叶顶方向冲蚀现象越严重，在冲蚀区域存在多处微裂纹(图1)，最长处约10 mm。

图1 低压转子叶片宏观形貌Fig.1 Macro morphology of the low-pressure rotor blade

笔者对该开裂末级叶片进行了金相检验、硬度测试、断口分析与能谱分析，讨论了该叶片开裂的原因，可为准确判断该类型汽轮机叶片的失效类型提供依据。……