企业生产案例原料气净化案例案例Q27：汽轮机转子破裂生产案例案例.PDF

企业生产案例 原料气净化案例 案例 Q27：汽轮机转子破裂生产案例 案例来源：某化肥企业合成氨厂原料气压缩工段 案例描述:某化肥企业合成氨厂原料气压缩工段采用 5000kW 汽轮机加压，2002 年 4 月 5 日下午发现3,4,5 号轴瓦的轴振 动均有所上升，其中 4 瓦尤为明显，经采取调整负荷、真 空等运行措施，未能抑制机组振动的上升趋势，经审批同 意于 6 日10 时 25 分与系统解列，解列前，4 号轴瓦轴振动 幅值为 110 μm/92 μm，3 号和 5 号轴瓦轴振动幅值为 85 μm/34 μm。停机后全面检查，仅发现4 号轴瓦外油挡 磨损严重，更换了油挡。4 月 18 日机组再次起动，升速至 一阶临界转速时，振动保护动作机组跳闸，无法继续使 用，被迫停机。 案例分析：经拆开汽轮机主要零件返厂检测发现护环内侧 100mm 处径向跳动值最大达到 200μm，遂对机转子拔护环 检查，发现本体端部与轴柄过渡圆角处有一周向裂纹。 故障汽轮机转子 裂纹位置 在转子护环下本体与轴柄过渡圆角处，存在一沿转子周 向1650、最大深度为180mm的裂纹，转子严重损坏、报废。 断口宏观图像 原因分析： 检测转子材质的脆性转变温度 FATT 和冲击韧性超标， 通过对转子材料性能分析表明：材料的化学性能符合 26Cr2Ni4MoV 合金钢化学元素成分的要求；转子的金相组织 较为均匀，均以贝氏体为主，并有少量的铁素体；材质的 脆性转变温度（FATT）和冲击韧性（Akv）分别为44oC 和 32-56J，超过 JB/T 7178-93 标准规定（Akv≥90J、FATT≤- 12oC）。因此，该转子为不合格转子。 在压板槽槽底根部 R 角附近，距表面 0.2mm 存在有形 状不规则且带有尖角、成分为硅铝酸钙的浅表层夹渣。转 子裂纹性质为低名义应力高周疲劳开裂。裂纹沿周向 165o，最大深度 180mm，裂纹断面面积约为转子截面的三分 之一。裂纹断口为新月形呈浅碟状，断面平坦呈细瓷状， 断口附近未见有明显的宏观变形，为亚临界裂纹扩展。 结论： 压板槽槽底根部 R 角处严重的应力集中和锻件存在冶 金夹渣及材料脆性是造成转子产生裂纹的主要原因。 措施及教训: 1.对于设备应力集中区域，应该引起设计、制造及生 产单位给以足够的重视。 2.对于引进的或成熟的系统设计及设备技术，不论是 设计单位还是制造厂家都不应该轻易改变原设计，如果有 必要进行技术变更，需要组织有关部门的专家进行充分的 论证，并与原设计单位进行沟通，征得原设计单位同意的 条件下方可实施。 3.基建单位的设备制造监理人员要负起责任，严格监 督设备厂家按图施工，设备的材质和工艺必须符合相关标 准，杜绝不合格的设备出厂。