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（二） 汽轮机转子金属事故分析<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">; {( l9 F+ M& w. \& X1 T v</font><br/> 转子在运行过程中要承受扭距和自重引起的弯应力、温度梯度和温度变化的热应力、离心力、热套力、振动力和<span class="t_tag" href="tag.php?name=%B7%A2%B5%E7%BB%FA">发电机</span>短路力距，其工作条件十分恶劣。<br/><span style="DISPLAY: none;">3 @2 E& M/ N' N& f- K9 p+ e9 `. d</span>汽轮机转子的金属事故主要是叶轮、主轴（转子）的变形及开裂。<br/><span style="DISPLAY: none;">" l. z$ A1 h" I/ g</span>1、 主轴（转子）的塑性变形<br/><span style="DISPLAY: none;">, ]% G6 g& D+ g) k) V3 A0 _</span> 汽轮机出厂时的残余应力过大，运输、安装不当以及运行中暖机不充分，动静部分相摩擦，水击和满水等原因，都有可能导致大轴产生永久变形，一旦出现这种情况决不能强行升速，而应停机后直轴。<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">; |5 W8 @. B6 A- Y</font><br/>直轴方法：对小型碳钢转子可采用局部加热反变形校直；对大功率合金钢转子多采用“松弛法”。<br/><span style="DISPLAY: none;">* k8 E g4 W8 X8 l4 w7 I9 e</span>2、 转子的断裂<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">. w* \4 L& W9 n( }4 G) [3 y</font><br/> 转子断裂将造成严重事故，应引起十分重视。断裂的起因是出现裂纹。转子发现第一条宏观裂纹，在大型汽轮机中往往作为汽轮机工作寿命结束的标志。转子产生裂纹的原因主要有以下几点：<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">) [& c6 |5 x0 x, B2 I! f' Z/ w</font><br/>（1）、在热交变应力（低频热应力）和蠕变联合作用下出现裂纹；<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">8 w" s( y9 m9 r9 ^</font><br/>（2）、截面交界处过渡圆角偏小、存在刀痕等原因会导致机械应力或热应力集中，在交变应力作用下产生裂纹；<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">% @ Q3 d3 w2 F7 k2 q</font><br/>（3）、材质不良，存在严重冶金缺陷而导致裂纹产生；<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">' k4 f4 z6 J+ X8 x</font><br/>（4）、运行不当而引起损坏。如启、停机，变负荷等情况下，温度变化率及温度变化量过大，引起热应力过大等。<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">" g8 ^9 A1 ?1 J4 h! n3 B</font><br/>3、 叶轮的开裂<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;"> z0 Z7 k2 C5 Z, p2 R: I8 P# w</font><br/> 叶轮开裂主要出现在低压级。由于叶轮直径大，离心力大，长期运行中键槽处由于应力集中容易出现裂纹，，裂纹发展到一定深度会引起整个叶轮飞裂。叶轮开裂与下列因素有关：<br/><span style="DISPLAY: none;">5 z5 n) @9 b3 \8 @+ M</span>（1）、键槽处加工质量差，应力集中处往往易生成裂纹并发展；<br/><span style="DISPLAY: none;">$ h4 F$ J! X4 T8 i* D</span>（2）、叶轮材料性能差，韧性及塑性低，脆性大，加速了裂纹扩展；<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">7 G" \) U ^" B# a" i5 p4 X</font><br/>（3）、停机后维修保养不当，或水腐蚀造成应力腐蚀。<br/><span style="DISPLAY: none;">5 @( b8 e5 S a6 p& y; L: x4 R6 p5 [</span>防止叶轮开裂的措施：注意停机后的保养，防止腐蚀；提高冶金及加工质量；加强探伤检查等<br/><span style="DISPLAY: none;">* S7 X; M: i2 G- C: q( I# t</span>（三） 汽缸的变形及裂纹<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">$ G4 H! d8 O9 N( E/ |9 a: `</font><br/> 汽缸截面厚度变化大，进汽端形状复杂，特别是法兰处厚度非常大，因此在运行过程中汽缸内外壁、法兰内外壁温差悬殊，生成的热应力就非常大，加之温度变化时又受到热交变应力作用，同时，汽缸内还承受蒸汽压力、静止部分的重力作用，工作条件十分恶劣，并且，由于形状复杂、厚薄相差悬殊、尺寸大等原因，不可避免存在铸造缺陷，所以，汽缸容易发生变形和开裂的金属事故。<br/><span style="DISPLAY: none;">& m( h0 d. r% M% Z1 H I' n/ a: c</span> 造成汽缸变形的主要原因如下：<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">4 r5 Z% w& K5 R4 t3 n: D' l: G1 k</font><br/> （1）、运行中汽缸壁内外、法兰内外温差较大，造成法兰结合面漏气；汽缸上、下温差过大导致动静部分相摩擦或振动；<font style="FONT-SIZE: 0px; COLOR: #fff;">! o# @8 @( Q& b& G2 Z- d8 ]</font><br/> （2）、汽缸去应力退火不当，或运行中满水、水击等，都会引起变形；<br/><span style="DISPLAY: none;">6 B& k& M8 y$ {- y8 X" U</span> （3）、汽缸在高温下工作，各部分温度不同，蠕变速度不一，从而引起变形。<br/><span style="DISPLAY: none;">. A# T& z6 h9 b5 T0 I2 U8 T3 ]</span> 造成汽缸开裂的主要原因如下：<br/><span style="DISPLAY: none;">* D+ n7 t; q7 P: V M</span> （1）、汽缸长期在高温下运行，出现蠕变，脆性增加；<br/><span style="DISPLAY: none;">5 }2 V. ]$ k g3 x1 o</span> （2）、冶金过程中铸件内部出现裂纹、白点、夹渣等，是造成蠕变裂纹和热疲劳裂纹的根源；<br/><span style="DISPLAY: none;">9 Y3 K8 |6 |( t% v</span> （3）、热处理不当导致材料组织不均匀，而使持久强度和持久塑性下降；<br/><span style="DISPLAY: none;">7 U: t2 E! Y3 ^2 ]; B$ e</span> （4）、长期高温运行使汽缸材料组织发生变化；运行中的低频热应；力和蠕变的联合作用更易出现裂纹。<br/><span style="DISPLAY: none;">. `" z4 C. _$ C" L' G% v</span> 对于出现裂纹的汽缸可采用彻底挖除裂纹并进行补焊的方法加以消除。 |
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