材料失效事故分析.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流材料失效事故分析.精品文档. 烟气轮机叶片断裂失效分析 43090625 刘禹希 事件回放某石油化工公司的100万吨/年重油催化裂化装置中,对回收能量的双级烟气轮机的两级动叶片和一级静叶片进行了改造，经运行6355小时突发异响和强烈振动, 紧急停车开机检查发现：静叶、动叶断裂、严重变形损伤。通过化学成分分析、硬度试验、金相组织检验及宏观断口分析、微观断口分析，可以得出高温硫腐蚀和局部应力偏高是导致叶片早期断裂的主要原因。03年某石化公司对上级烟气轮机YLII-70000A的两级动叶片和一级静叶进行造，04年4月21号晚上，烟机机体出现故障，检

2、查发现：一级静叶有3片叶身完全断裂，其余皆有不同程度损伤和缺失；一级动叶组也有一只叶片从榫槽部断裂，艳轮盘转动反方向的断裂叶片后又10只发生严重弯曲变形和损伤，其余皆不同程度损伤二级动叶和二级静叶组也有不同程度损伤；，截止到事故为止，累计运行6355小时，远未达到设计要求。材质分析1 化学成分分析：两种叶片材料中各元素成分均达到技术条件要求。从烟机收集到的金属碎块化学成分基本与K213铸造合金成分相同。2 硬度试验动叶片材料的硬度接近技术条件规定的要求的上限值事故现场图片断口分析断口形态1断口压痕微观断口分析：1） 表面裂纹分析高倍下看裂纹断面呈结晶状穿晶断口，这是高温合金疲劳初期的端口典型状

3、态。表明局部叶片受到较高的应力载荷。2)裂纹的剖面分析：结果表明，动叶片榫头受到不同分程度的高温硫腐蚀，并局部形成腐蚀疲劳裂纹，硫化腐蚀形成的腐蚀产物及存在裂纹内会因体积膨胀在裂纹尖端形成张应力，加速裂纹扩展。因此高温硫腐蚀深造成动叶片早期疲劳断裂的重要原因。事故原因1）动叶片在使用过程中发生断裂是导致失效的原因，静叶片断裂是由于意外撞击造成的。2） 静叶片组织中存在严重的铸造缺陷。3） 动叶片断裂使腐蚀疲劳引起的断裂，高温硫腐蚀和局部应力偏高是导致叶片早期断裂的主要原因。震动和局部接触不均匀是断裂的应力因素。预防措施1） 提高轮盘榫槽和叶片榫槽的加工精度。2） 定期检查和修复受损轮槽。3） 用更加耐高温硫腐蚀的材质，或表面镀有涂层。