某135MW机组汽轮机低压缸隔板螺栓孔开裂故障分析

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1、第22卷第8期广东电力Vo1．22NO．82009年8月GUANGDONGELECIRICp0WERAug．2009文章编号：1007．290X(2009)08．0076．04某135MW机组汽轮机低压缸隔板螺栓孔开裂故障分析王德远，冯永新，肖小清(1．云浮发电厂，广东云浮527328；2．广东电网公司电力科学研究院，广东广州510600)摘要：针对某电厂汽轮机低压缸隔板螺栓孔在正常运行工况下开裂的问题，对该隔板螺栓孔进行了建模计算分析，通过应力计算，指出隔板螺栓孔开裂的主要原因为设计和选材不舍理，导致运行过程中因

2、受动静碰摩等引起的振动异常所带来的持续的交变应力变化而使隔板在应力集中处产生裂纹。根据分析，结合具体结构部件提出了改进和预防建议。关键词：汽轮机；隔板；螺栓孔中图分类号：TK268．1；TK263．86文献标志码：BInvestigationintoDiaphragmBoltholeCrackinLPCasingofa135MWSteamTurbineWANGDe-yuan，FENGYong-xin．XIAOXiao-qing~(1．YunfuPowerPlant·Yunfu，Guangdong527328，Chi

3、na；2．ElectricPowerResearchInst．ofGuangdongPowerGridCorp．．Guangzhou，Guangdong510600，China)Abstract：AimingatthediaphragmboltholecrackinLPcasingofturbineundernormaloperatingconditionsinsomepowerplant，modeling—basedcomputationalanalysisismadeofthebolthole．Uponstre

4、sscalculation，itisindicatedthatthemainreasonforthecrackwastheirrationaldesignandmaterialused．whichledtotherubbingbetweenmovableandstaticparts，theensuingcontinuousalternatingstressonthediaphragm，andtheeventualcrackatstress-concentratingposition．Proposalsforimpr

5、ovementandpreventionareposedaccordingtoanalysisandspecificstructuralelements．Keywords：steamturbine；diaphragm；bolthole某电厂4号机组系上海电机厂生产的汽轮发电最终原因。机，配套上海汽轮机厂生产的135MW汽轮机。1事故介绍2004年6月机组第一次大修过程中发现汽轮机低压缸第30级隔板上部中分面螺栓孔裂开，当时对产生断裂的两块隔板皆为低压缸上隔板：一裂开位置进行了补焊处理。2009年2月，机组第处断裂位

6、于第24级隔板(即正旋末级)的中分面二次大修过程中发现除了3()级隔板经过补焊处理螺栓孔位置，与中分面基本呈45。，断口表面有的位置再次裂开外，汽轮机低压缸第24级隔板上一层黑色氧化物，断口为粗晶状，如图1所示；部中分面螺栓孔壁也出现了开裂现象。从结构上另一处断裂位于第30级隔板(即反旋末级)的螺看，两次开裂的位置刚好处于汽轮机低压缸的两个栓孔薄壁处，属于第一次大修补焊部位的陈旧性末级隔板处。这表明故障的出现不是偶然的。只有断裂，如图2所示。两处断裂均位于上、下隔板对隔板的受力情况进行分析，才能找到产生故障的的连接

7、部位。设计资料表明隔板的材质为灰铸铁HT250。灰铸铁HT250常见的金相组织为细珠光体和较细收稿日期：2009-05．25第8期王德远等：某135MW机组汽轮机低压缸隔板螺栓孔开裂故障分析从4号机组投产前后的运行情况来看，曾经出现比较频繁的振动异常情况，低压末级隔板存在着与低压叶片及隔板汽封发生动静碰摩的振动故障。在动静碰摩发生时，隔板会承受一个持续的交变应力，导致隔板在应力集中处产生裂纹。2．1原隔板螺栓孔设计和选材存在不合理现象隔板首先应满足供需双方合同约定的技术标准要求；另一方面，灰铸铁件技术要求不应低于强

8、制图1第24级隔板螺栓孔处沿45。裂开性国家标准，如GB9439-1988《灰铸铁件》和GB7216—1987《灰铸铁金相》。灰铸铁牌号及相应的机械性能指标必须要达到，但对灰铸铁件的生产方法、化学成分和硬度则没有明确要求，由供需双方按实际需要在合同里约定。由于末级隔板处于整个通流部分的最后，压力很低，基本处于真空状态，因而一般情况下隔板受力不大。但当出现极端