淺析汽輪機葉片損壞事故原因由于汽輪機葉片高度和蒸汽參數(shù)的不斷提高，葉片的工作條件也越來越嚴(yán)酷，在進(jìn)汽端的調(diào)節(jié)級葉片，要承受最高600C。的高溫和噴嘴弧段的巨大沖擊力，在排汽端，則要承受巨大的離心力和接近兩倍音速的濕蒸汽流的沖刷，而所有動葉片部承受著多種形式的周期性或隨機性激振力作用而處于強迫振動之中。正是這些不利條件使葉片長期成為汽輪機中影響安全、滿發(fā)的最主要的因素。根據(jù)1970年前后英國、法國、原蘇聯(lián)等國的統(tǒng)計，汽輪機事故約有45?72%是葉片造成的。美國和聯(lián)邦德國近期統(tǒng)計表明，葉片事故中汽輪機各部件中仍居首位，美國電力研究所指出，美國電站汽輪機強迫停運率的70%與葉片損壞有關(guān)。各國統(tǒng)計還一致反映，葉片事故引起的損失往往占全部損失的一半左右。汽輪機葉片損壞與脫落葉片的組成和作用設(shè)計制造動葉片主要考慮如下方面的要求：葉片應(yīng)具有足夠的強度和良好的振動特性，即避開共振區(qū)以保證葉片安全運行，應(yīng)具有良好的空氣動力特性，以達(dá)到較高的效率；合理的結(jié)構(gòu)和良好的工藝性，便于制造和安裝。葉片的組成：葉型：葉片的主要工作部分，汽流通過由相鄰葉片的型線部分構(gòu)成的通道，完成能量轉(zhuǎn)換。葉根：將葉片固定在轉(zhuǎn)子葉輪上的裝配部分。圍帶、拉筋等：屬于鏈接件，并可調(diào)整葉片的自振頻率和減少葉片所受的動應(yīng)力。動葉的作用：是在高溫、高轉(zhuǎn)速、高濕度和高速汽流繞流環(huán)境中工作，將高速汽流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功。事故特征（1）汽輪機內(nèi)部或凝汽器內(nèi)有突然的響聲。（2）當(dāng)斷落的葉片落入凝汽器時，會將凝汽器鋼管打壞，使凝汽器內(nèi)循環(huán)水漏入凝結(jié)水中，導(dǎo)致凝結(jié)水硬度和導(dǎo)電度突然增大，凝結(jié)水水位增高，凝結(jié)水泵電動機電流增大。（3）機組振動通常會明顯變化，有時還會產(chǎn)生瞬間強烈抖動，其原因是葉片斷裂脫落，使轉(zhuǎn)子失去平衡或摩擦撞擊。但有時葉片在轉(zhuǎn)子中間級斷落，并未引起嚴(yán)重動靜摩擦，在工作轉(zhuǎn)速下機組振動不一定明顯增大，只有在啟動、停機過程中的臨界轉(zhuǎn)速附近，機組振動會出現(xiàn)明顯增大。（4）葉片損壞較多時會使蒸汽通流面積改變，從而同一個負(fù)荷的蒸氣流量、監(jiān)視段壓力、調(diào)速汽閥開度等都會改變。（5）如果斷落葉片發(fā)生在抽汽級處，葉片就可能性進(jìn)入抽汽管道，造成抽汽逆止閥卡澀或進(jìn)入加熱器，使加熱器的管子受撞擊斷裂，引起加熱器疏水水位升高。（6）在停機惰走過程或盤車狀態(tài)下，有可能聽到金屬摩擦聲，惰走時間縮短，在啟動和停機過程中，通過臨界轉(zhuǎn)速時，機組振動將會明顯地變化。葉片斷裂或脫落的原因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(fù)振動作用力。因此，動葉片損壞是經(jīng)常發(fā)生的。造成葉片斷裂或脫落的原因很多，它與設(shè)計、制造、材質(zhì)、安裝、檢修工藝和運行維護(hù)等因素均有關(guān)系，歸納起來有下列幾個方方面：1.3.1機械損傷（1）外來的機械雜質(zhì)隨蒸汽進(jìn)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(dǎo)流環(huán)等，造成葉片嚴(yán)重?fù)p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。1.3.2腐蝕和銹蝕葉片的腐蝕常發(fā)生在開始進(jìn)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往往會因空氣中的潮氣或蒸汽漏入機內(nèi)造成葉片嚴(yán)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、孔洞還將產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，侵蝕嚴(yán)重的葉片，還會改變?nèi)~片的振動頻率，從而使葉片因應(yīng)力過大或共振疲勞而斷裂。水蝕水蝕一半多發(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。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，而末級葉片旋轉(zhuǎn)線速度高，并且蒸汽濕度大，水滴多，故水沖蝕程度更嚴(yán)重。受水蝕嚴(yán)重，葉片將出現(xiàn)缺口、孔洞等，降低葉片的強度，導(dǎo)致斷裂損壞。水沖擊汽輪機發(fā)生水沖擊時，前幾級葉片的應(yīng)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(fù)荷更大。葉片遭到嚴(yán)重水擊后會發(fā)生變形，其進(jìn)汽側(cè)扭向內(nèi)弧，出汽側(cè)扭向背弧，并在進(jìn)出汽側(cè)產(chǎn)生細(xì)微裂紋，成為葉片振動斷裂的根源。水沖擊有時會使葉片拉筋斷裂，改變了葉片連接形式，甚至原來成組的葉片變成單個葉片，改變了葉片振動頻率，降低葉片的工作強度，致使葉片發(fā)生共振，造成斷裂。運行中葉片水蝕，使葉片強度降低。葉片受水沖擊的載荷增大，葉片拉筋受水擊斷裂使葉片成為單只葉片，葉片的振動頻率改變，使葉片陷入共振斷裂。葉片本身存在的缺陷（1）設(shè)計應(yīng)力過高或結(jié)構(gòu)不合理，如葉片頂部太薄，圍帶鉚釘頭應(yīng)力大，常在運行中發(fā)生應(yīng)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(yīng)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等降低而導(dǎo)致葉片損壞。（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(dǎo)致應(yīng)力集中而損壞葉片。運行維護(hù)原因（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(jìn)入共振區(qū)，產(chǎn)生共振而使葉片斷裂。（2）機組過負(fù)荷運行，使葉片的工作應(yīng)力增大，尤其是最后幾級葉片，蒸汽流量增大，各級焓降也增加，使其工作應(yīng)力增加很大而嚴(yán)重超負(fù)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(fù)荷或水蝕而損壞。（4）蒸汽品質(zhì)不良使葉片結(jié)垢、腐蝕，葉片結(jié)垢后將使軸向推力增大，引起某些級過負(fù)荷；葉片結(jié)垢后離心力增加，超過材料的抗拉強度而斷落；葉片結(jié)垢后，改變其振動特性，進(jìn)入共振區(qū)而斷落。腐蝕容易引起葉片應(yīng)力集中或材質(zhì)的機械強度降低，導(dǎo)致葉片損壞。（5）停機后由于主蒸汽或抽汽系統(tǒng)不嚴(yán)密，使汽水漏入汽缸，時間一長，使通流部分銹蝕而損壞。事故處理方法汽輪機運行中如發(fā)覺有以上斷葉片現(xiàn)象或機組突然發(fā)生強烈振動，應(yīng)果斷進(jìn)行緊急停機。如確是斷葉片引起的，特別是葉片斷在中間的，應(yīng)立即處理，不能猶豫不決、拖延時間。因為這樣會使事故迅速擴大，設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。有些事故發(fā)生在汽缸內(nèi)，只能根據(jù)葉片斷裂事故可能出現(xiàn)的特征進(jìn)行綜合判斷。當(dāng)清楚地聽到汽缸內(nèi)發(fā)生金屬響聲或機組出現(xiàn)強烈振動時，應(yīng)判斷為通流部分損壞或葉片斷落，則應(yīng)緊急故障停機，準(zhǔn)確記下惰走時間，在惰走和盤車過程中仔細(xì)傾聽汽缸內(nèi)聲音，經(jīng)全面檢查、分析研究，決定是否需揭缸檢查并更換新葉片。預(yù)防措施葉片是汽輪機的重要部件。它的作用是實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。因此，葉片損壞將直接影響機組的經(jīng)濟(jì)性。另外，運行中如果有葉片斷裂，將損壞其他的葉片。汽輪機葉片損壞事故在汽輪機事故中占的比例較大，給汽輪機的經(jīng)濟(jì)安全運行帶來一定的影響。因此，防止葉片