火力发电厂金属典型案例分析.ppt
- 文档编号:2739902
- 上传时间:2022-11-10
- 格式:PPT
- 页数:49
- 大小:2.24MB
火力发电厂金属典型案例分析.ppt
《火力发电厂金属典型案例分析.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《火力发电厂金属典型案例分析.ppt(49页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电厂金属专业典型案例分析11、主蒸汽疏水管爆漏事故分析、主蒸汽疏水管爆漏事故分析22、汽轮机转子叶片断裂案例分析、汽轮机转子叶片断裂案例分析33、汽缸汽缸螺栓断裂事螺栓断裂事件件分析分析主蒸汽疏水管暴漏事故分析1、事件概况某电厂2007年2月8日,4号机组在启动过程中,主蒸汽疏水管弯头突然发生爆漏,暴漏位置为汽机6.3米平台2号主汽门前疏水第一只弯头的背狐侧。
参数:
主蒸汽压力17.26MPa,温度540,疏水管规格为63x12.5mm,材料为SA213-T22,弯头采用同规格管子直接冷弯加工而成。
a)a)爆漏位置爆漏位置b)b)爆口形貌爆口形貌图图11主蒸汽疏水弯头暴漏现场情况照片主蒸汽疏水弯头暴漏现场情况照片1、事件概况同年2月24日,4号机组在调停检修后重新启动过程中,主蒸汽疏水管弯头发生第二次爆漏,此次暴漏位置为汽机6.3米平台主蒸汽管三通前疏水第一只弯头的背狐侧。
图图22主蒸汽疏水弯头第二次爆漏现场情况图片主蒸汽疏水弯头第二次爆漏现场情况图片22、原因分析、原因分析第一次爆管后,对管样进行了元素分析、常温力学性能、第一次爆管后,对管样进行了元素分析、常温力学性能、金相组织检验均未发现异常。
两次爆管形貌一样,遂将样管金相组织检验均未发现异常。
两次爆管形貌一样,遂将样管从中间刨开,发现弯管背狐冲刷痕迹明显,且管子壁厚逐渐从中间刨开,发现弯管背狐冲刷痕迹明显,且管子壁厚逐渐减薄。
减薄。
图图33爆漏样管纵剖图爆漏样管纵剖图22、原因分析、原因分析(11)仔细分析爆口位置和形貌,不难发现爆)仔细分析爆口位置和形貌,不难发现爆漏点恰好正对进口侧直管,可见管内汽水介质在管漏点恰好正对进口侧直管,可见管内汽水介质在管内运动,遇到弯头时,会使弯管截面自然收缩汇聚,内运动,遇到弯头时,会使弯管截面自然收缩汇聚,尤其是当介质存在汽水两相时,较重的水颗粒因运尤其是当介质存在汽水两相时,较重的水颗粒因运动惯性和离心力的作用,会加速汇聚到一点,所以动惯性和离心力的作用,会加速汇聚到一点,所以冲刷只针对弯管背弧局部某一点。
这样一来因长期冲刷只针对弯管背弧局部某一点。
这样一来因长期对该点冲刷最后导致泄露。
对该点冲刷最后导致泄露。
(22)该厂主蒸汽疏水管弯管是由直管直接冷弯)该厂主蒸汽疏水管弯管是由直管直接冷弯成形的弯管,背弧壁厚较薄,弯管半径较大,内壁成形的弯管,背弧壁厚较薄,弯管半径较大,内壁光滑,因而管内介质流速较快,也是弯头容易冲刷光滑,因而管内介质流速较快,也是弯头容易冲刷减薄的另一个主要原因。
减薄的另一个主要原因。
2、原因分析(3)主蒸汽管道压力高,疏水压差大,因而疏水介质流速快;主蒸汽管道管径和壁厚大,管道长,因而暖管和疏水时间长。
(4)阀门内漏问题;机组启停较频繁问题,(有资料介绍机组启停次数达100次就要更换疏水弯头)。
这些也都是主蒸汽管道疏水管相对容易冲刷减薄的原因。
防范措施1、运行5万小时或启停次数超过70次将更换主蒸汽管道疏水弯头,更换为加厚的机制或热压弯头。
2、定期对疏水管道弯头进行壁厚检查,重点检查弯头背弧正对进口方向的部位,为了防止漏检,建议采用多点测厚法。
3、运行上,在保证不影响疏水效果的前提下,应尽量缩短疏水时间。
4、检修上,应确保疏水阀门严密不泄露。
汽轮机叶片断裂事件分析1、事件概述某电厂3号汽轮发电机组为哈尔宾汽轮机厂有限责任公司产超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式机组,型号为CLN600-24.2/566/566。
该机自2006年6月投产。
2013年3月机组A级检修时检查发现#1低压转子励磁侧末级第97片叶片发生断裂。
断裂位置位于叶片顶部与围带交接处。
断裂叶片材质为0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4TH),叶片长度为550mm。
22、试验与分析、试验与分析(11)宏观检查)宏观检查断裂位置位于叶片顶部与围带交界处。
围带断裂位置位于叶片顶部与围带交界处。
围带脱落后无法找到。
断裂叶片的宏观形貌如图脱落后无法找到。
断裂叶片的宏观形貌如图1122、试验与分析、试验与分析(11)宏观检查)宏观检查断口的形貌如图2所示,断口表面呈灰褐色,该断口具有典型的疲劳断口特征。
断口可分为三个区,A所指的区域为疲劳源区和疲劳裂纹缓慢扩展区,该区域较为光滑平整,呈细瓷状,区内可看到明显的贝纹线。
箭头所指处为贝纹线对应的圆心,即疲劳源点。
B和C所指的区域为疲劳裂纹快速扩展区,这两个区域表面略粗糙。
D区为最终破断区,该区域呈纤维状,为静撕裂区。
22、试验与分析、试验与分析(22)化学成分分析)化学成分分析将断裂的叶片取样进行化学成分分析,分析将断裂的叶片取样进行化学成分分析,分析结果见表结果见表11。
分析结果表明断裂叶片的化学成分基本符合汽分析结果表明断裂叶片的化学成分基本符合汽轮机叶片用钢的技术要求。
轮机叶片用钢的技术要求。
22、试验与分析、试验与分析(33)硬度测试)硬度测试测试叶片断口附近内弧面硬度。
测试结果见表测试叶片断口附近内弧面硬度。
测试结果见表22测试结果表明,断裂叶片的硬度值也符合汽轮测试结果表明,断裂叶片的硬度值也符合汽轮机叶片用钢标准的技术要求。
机叶片用钢标准的技术要求。
22、试验与分析、试验与分析(44)金相检查)金相检查金相检验结果见图金相检验结果见图33。
金相组织为回火马氏体,组织。
金相组织为回火马氏体,组织状态正常。
状态正常。
33、原因分析、原因分析
(1)
(1)由表由表11可知叶片材料的化学成分符合规定要求:
叶可知叶片材料的化学成分符合规定要求:
叶片的显微组织正常,为回火马氏体,说明叶片热处理工片的显微组织正常,为回火马氏体,说明叶片热处理工艺基本良好;由表艺基本良好;由表22可知,断裂叶片的硬度也符合要求。
可知,断裂叶片的硬度也符合要求。
所以,叶片断裂不是因材质不良引起的。
所以,叶片断裂不是因材质不良引起的。
33、原因分析、原因分析(22)叶片断口宏观检查表明,)叶片断口宏观检查表明,该断口较平整,贝纹线清晰,疲该断口较平整,贝纹线清晰,疲劳裂纹缓慢扩展区呈细瓷状结构,劳裂纹缓慢扩展区呈细瓷状结构,这些特征表明该叶片具有高周疲这些特征表明该叶片具有高周疲劳损坏特征。
断口裂纹源区位于劳损坏特征。
断口裂纹源区位于叶片内弧面靠近出汽侧处。
叶片内弧面靠近出汽侧处。
AA区区箭头所指处为疲劳源区,裂纹扩箭头所指处为疲劳源区,裂纹扩展方向与贝纹线垂直,因此,疲展方向与贝纹线垂直,因此,疲劳裂纹源在该处产生后分别向两劳裂纹源在该处产生后分别向两边扩展。
由于终断区所占面积较边扩展。
由于终断区所占面积较大,约为整个断口面积的二分之大,约为整个断口面积的二分之一,说明该叶片断裂前承受了较一,说明该叶片断裂前承受了较高的应力水平。
高的应力水平。
33、原因分析、原因分析(33)由于该叶片的疲劳裂纹源区从叶片断口中)由于该叶片的疲劳裂纹源区从叶片断口中部开始,因此叶片表面存在缺陷并形成疲劳源的部开始,因此叶片表面存在缺陷并形成疲劳源的可能性较大。
叶片表面的夹杂、腐蚀点坑、划痕可能性较大。
叶片表面的夹杂、腐蚀点坑、划痕等都会使叶片的疲劳强度大大降低。
其次,由于等都会使叶片的疲劳强度大大降低。
其次,由于该机组长期带部分负荷运行,会使叶片承受的应该机组长期带部分负荷运行,会使叶片承受的应力水平升高,导致其提早发生疲劳损坏。
此外若力水平升高,导致其提早发生疲劳损坏。
此外若叶片运行工况不正常而发生共振,则该叶片在交叶片运行工况不正常而发生共振,则该叶片在交变应力的作用下很容易发生疲劳断裂。
变应力的作用下很容易发生疲劳断裂。
综上所述,综上所述,33号汽轮机叶片断裂属疲劳断裂。
号汽轮机叶片断裂属疲劳断裂。
叶片表面质量和运行条件不良可能是导致其发生叶片表面质量和运行条件不良可能是导致其发生疲劳断裂的原因。
疲劳断裂的原因。
44、防范措施、防范措施(11)更换新叶片,严格控制叶片安装工)更换新叶片,严格控制叶片安装工艺,更换后进行叶片频率试验,以检验换艺,更换后进行叶片频率试验,以检验换装叶片的安装质量,保证机组安全运行。
装叶片的安装质量,保证机组安全运行。
(22)加强对叶片表面质量的检查,有必)加强对叶片表面质量的检查,有必要时进行探伤检查。
要时进行探伤检查。
(33)改善运行条件,消除共振。
)改善运行条件,消除共振。
5、扩展知识汽轮机叶片断裂事故按照叶片断裂的性质,叶片断裂可分为长期疲劳损坏长期疲劳损坏、短期疲劳损坏短期疲劳损坏、接接触疲劳损坏触疲劳损坏、应力腐蚀和腐蚀废劳损坏应力腐蚀和腐蚀废劳损坏等。
1长期疲劳损坏长期疲劳是指叶片运行过程中,承受低于叶片原始疲劳极限的应力,经过较长的时间(远大于107次)才发生的一种机械疲劳损坏。
例例如如,因因叶叶片片或或叶叶片片组组存存在在着着某某种种高高频频振振动动而而引引起起共共振振损损坏坏;叶叶片片表表面面有有缺缺陷陷(如如夹夹杂杂、腐腐蚀蚀点点坑坑、划划痕痕等等),使使叶叶片片局局部部区区域域产产生生应应力力集集中中而而提提早早发发生生疲疲劳劳损损坏坏;由由于于运运行行不不正正常常(如如低低周周波波运运行行、超超负负荷荷运运行行、低低负负荷荷运运行行等等),使使某某些些级级的的叶叶片片应应力力升升高高,导导致致提提早早破破坏坏。
长长期期疲疲劳劳损坏在电厂叶片事故中最为常见。
损坏在电厂叶片事故中最为常见。
长期疲劳损坏的宏观特征是断口乎整、断面呈细瓷状结构,贝壳纹清晰,疲劳断裂区面长期疲劳损坏的宏观特征是断口乎整、断面呈细瓷状结构,贝壳纹清晰,疲劳断裂区面积一般大于静撕裂区面积。
积一般大于静撕裂区面积。
当应力水平稍高时,疲劳断裂区面积会减小;反之,叶片应当应力水平稍高时,疲劳断裂区面积会减小;反之,叶片应力水平较低,破坏时间较长的断口,疲劳断裂区域面积就大一些。
因而可从分析断口的力水平较低,破坏时间较长的断口,疲劳断裂区域面积就大一些。
因而可从分析断口的疲劳断裂区面积的大小来推断叶片受载疲劳断裂区面积的大小来推断叶片受载荷荷力的大小。
力的大小。
防止长期疲劳损坏的主要措施是:
防止长期疲劳损坏的主要措施是:
消除共振、提高叶片制造质量和安装质量、行条件消除共振、提高叶片制造质量和安装质量、行条件。
2短期疲劳损坏短期疲劳损坏是指叶片在运行过程中,受到外界较大的应力或是较大的激振力,导致叶片只受了较少的振动次数(小于107108次)就发生断裂的一种机械疲劳损坏。
例如,由于运行不正常。
疏水系统发生故障,使水进入气轮机内,叶片遭到水的冲击而承受较大例如,由于运行不正常。
疏水系统发生故障,使水进入气轮机内,叶片遭到水的冲击而承受较大的应力,随即很快损坏;或是由于设计不良,安装不好,存在较大的低频激振力(如转子不平衡的应力,随即很快损坏;或是由于设计不良,安装不好,存在较大的低频激振力(如转子不平衡而产生的振动;隔板结构不佳或安装不良,存在较大的交变应力;或是喷嘴损坏,使叶片受到不而产生的振动;隔板结构不佳或安装不良,存在较大的交变应力;或是喷嘴损坏,使叶片受到不均等),当低频激振力与叶片的自振频率相同时就引起共振,会很快导致叶片的断裂。
均等),当低频激振力与叶片的自振频率相同时就引起共振,会很快导致叶片的断裂。
短期疲劳损坏的宏观特征是:
短期疲劳损坏的宏观特征是:
断口表面粗糙,疲劳贝壳纹(又称疲劳前沿线)不明显,断口表面粗糙,疲劳贝壳纹(又称疲劳前沿线)不明显,在断面上疲劳区面积往往小于最后断裂的静撕裂区面积,在断口的四周伴有宏观的塑在断面上疲劳区面积往往小于最后断裂的静撕裂区面积,在断口的四周伴有宏观的塑性变形,经受水击的叶片断口还呈现性变形,经受水击的叶片断口还呈现“人人”字型纹络的特征。
字型纹络的特征。
防止短期疲劳损坏的主要方法是防止短期疲劳损坏的主要方法是设法消除低频共振和防止水击的发生。
设法消除低频共振和防止水击的发生。
3接触疲劳损坏接触疲劳损坏是由于存在着振动,使毗邻的叶片之间或者叶片和叶轮之间接触疲劳损坏是由于存在着振动,使毗邻的叶片之间或者
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 火力发电厂 金属 典型 案例 分析