汽轮机叶片根部的微动失效上海汽轮机厂上海材料研究所生2周祥英摘要本文应用摩擦学一些基本原理．嗥部分汽轮机叶片根却断裂现象为研究对象．茼建了汽轮机叶片根部(T型n报)与托缘接证处存在微动先效的条件鼬及触动失赦的特征。1前言叶片是汽轮机的关键零部件，工程技术人员在叶片设计，材料选择，加工制造等方面都给予高度重视。但在实际运行中，叶片断裂事故仍时有发生。实践证明，叶片损坏大多出于振动疲劳。在汽轮机叶片振动疲劳试验研究工作中，发现叶片振动特性与微动失效存在着某种规律性。在汽轮机叶片的断裂事故中，许多是叶根断裂现象，由于T型叶根加工简便，安装及更换容易等特点，使用较为广泛，因此对它的损坏予以笑注蓝分析研究，显然是有意义的。最突出的例子是外包小脚T型日i根，无论是单T型还是双T型外包小脚根，当叶片振动传至叶根后，往往便有裂纹产生以至发生断裂。但裂纹大多韭不出现在应力集中的地方而是与轮缘的相接触处，与其接触的轮缘相应位置上也有裂纹出现。裂纹附近有明显的微动损伤特征。这表明汽轮机在运行过程中叶根外包小脚与轮缘接触处存在着产生微动损伤的条件，即受载接触表面的微幅运动和承受交变应力，产生微动磨损和疲劳的复合效应。2外包小脚T型叶根裂镍部分h实。j国产N125—13s／635／535型戴椎辘在电厂大修拆换叶片中曾发现1d袅盼鞭纤每小脚与叶轮轮缘凸肩肴犬批裂纹，濑黛薏精甄襄L瓤0‘大量裂纹发生在盱撮外包小脚鹞蠢轰要部位在内弧进汽鼍及背雏出汽德嗣期}根小脚裂纹的照片。，≯嚣枢应与l叶根小辫接触处的时轮巍辍两饲凸肩也发现大量咬蚀凹痕。。寰l14曩事故统计裹‘编号叶片断裂轮缘裂纹累计运行小时(片)(条)151一一4340005O27151一l600008817151—6300O0383l51—3270007624151—8160002114151—541000．143151—798维普资讯http://www.cqvip.com表214级叶根小脚裂纹统计裘)裂纹在内裂纹在背内背弧进编号弧进汽侧弧出汽侧出汽侧151～418920151～143351l51～7971l51—6280151～812921151—525图1l4级叶根小脚裂纹(裂纹在内弧进汽侧)国2叶片小脚裂纹证置国产N300-165／535／535型汽轮机，第11级叶片经累计运行2396，J、时，开缸发现总共118片叶片中有58只叶片外包小脚有裂纹(共103处)。裘0SooMW规组第11级叶摄小脚裂纹统计裘’裂纹在内弧进汽侧(片)8裂纹在背弧出汽侧(片)5内背弧进出汽侧同时裂(片)45豳8苇n级寝】翟叶根小瑚爱驶N75—9O一635型汽轮机第19级叶片，发生多台次断裂损坏r其原因除叶片动强度不足、安全倍率俯小外，叶根与轮缘配台不当，振动传至根都，造成T型叶根颈部橱坏，同时外包小脚产生裂纹。相继在河『1口、韶关、唐山，韩城等电厂发生。’【。)’l5叶轮轮缘凸肩裂纹部分实国产N200-13535／535型汽轮机。第26、31、36级和N75～90—535型饩轮机第维普资讯http://www.cqvip.com留茁Il{删七躁鼹皿躺，骊臻嚣口惫《魁目|目谋躜嚣、，谋髓0昌0|器∞谋礤{|}{}．0I0辞勰—NnN士裁如娉∈晷曲描茁霹谋《甘娴燕铽f0o060o0宝酬JIIIIIIJ口嘧；2In【hZZZZZZz器$ZZ_'L棰枷鲁蠼-|爨埋{8{I鼹姥挺臻=I鹾薄舟I’嵌端摹搿群晕『日嚣舔青嚣’|’|群维普资讯http://www.cqvip.com21级，叶高均为432mm的自由叶片，叶根型式为双T外包小脚。该几级叶片外包小脚及轮缘凸璃处产生的裂纹较多，尤其轮缘凸肩处更为突出。汇总于表4中。暖4咔轮凸肩处爱绽示意图4T型叶根外包小脚裂纹的微动失效特征当两个接触表面之间存在正压力，并在外力或交变应力作用下产生相对运动(运动振幅一般从几微米到几百微米之间)，这两个接触表面之闵会产生磨损。由于接触表面相对运动振幅小，磨粒不容易掰出，加之在温度和介质条件下，磨粒逐渐被氧化。一般而言，氧化膺粒的硬度要犬于基体本身，因而经过一定的周期，处在两个接触面之间的氧化磨粒逐渐使接触表而萌生出澈裂纹。随着微裂纹扩展为主裂纹，最终造成材料失效，这种形式称之为微动失效。上述所提到的T型外包小脚裂纹以及轮缘凸肩裂纹的产主就是由激动这种特殊失效形式而引起的。4．1T型外包小存在澈动失效曲条件接触喧力；r型叶根外包小脚在室温及静止状盎下几乎是不受接触力的，在运行中产生接力，束源主要...
