摘要：本文首先阐述了汽轮机叶片的组成和作用，接着分析了汽轮机叶片损坏的原因，最后对汽轮机叶片损坏的预防措施进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：汽轮机；叶片故障；预防措施
引言：
汽轮机叶片损伤的原因是多种多样的，其可能引发的事故是复杂的，不可预料的。叶片作为汽轮机主要部件，其故障修复或更换是笔不小开支，且易引起安全事故，对企业安全生产运行影响较大，所以对汽轮机叶片故障原因分析并从中找到合理的处理办法更好地维护使用汽轮机，监督汽轮机的状况显得尤为重要。
1 汽轮机叶片的组成和作用
制造成功动叶片的主要需要考虑的因素包括有：汽轮机叶片本身应该是要具备有足够好的强度，以及足够良好的振动特性，也就是需要做到巧妙的避开共振区，以便达到保证汽轮机叶片的正常且安全的运行，当然，也需要具备有良好的空气动力特性，能够达到较高的运转效率。此外，一个合理且良好的结构和工艺性也方便汽轮机叶片的制造和安装。首先，在叶片的组成上可以主要看叶型和叶根，以及围带、拉筋和动叶。叶型是叶片的主要工作部分，气流需要成功通过由这个相邻叶片的型线部分所构成的通道，有效的完成能量的转换，叶根主要是将汽轮机叶片固定在轮子叶轮上的重要装配部分；围带和拉筋等则主要是属于汽轮机链接件，它们的作用是可以调整汽轮机叶片的自振频率，以及降低汽轮机叶片所受到的动应力；动叶主要是在一个高温、高转速和高速气流绕流的环境中发挥其工作效用，叶片在进气端处，需要承受的是最高达到600摄氏度的高温和喷嘴弧段带来的的巨大性冲击，这里主要就是通过将高速气流的动能转变为机械功。
2 汽轮机叶片损坏的原因
2.1 因汽轮机叶片本身问题而造成的损坏
第一，因为振动特性不合格而造成的损坏。在常见的汽轮机叶片损坏事故中，因为汽轮机叶片频率不合格而在实际运行过程中产生共振引发损坏的现象十分常见。如果扰动力过大，很有可能汽轮机叶片在运行几个小时内就会发生损坏事故。与此同时，发生损坏事故的时长与振动特性、叶片结构、材料性能、制造加工质量等也有必然联系。第二，因设计不当而造成的损坏。在汽轮机叶片设计过程中，其应力设计过高、栅结构设计不合理、振动强调特性不合格都有可能致使汽轮机叶片发生损坏。尤其是当个别的汽轮机叶片十分薄且柳钉应力过大时，柳装围带就会出现裂纹。第三，因材料不良而造成的损坏。制造汽轮机叶片的材料机械性能较差且金属组织存在缺陷、裂纹等问题，汽轮机组叶片在长时间运转下，其材料的疲劳性能、衰减性能势必会变得更差，进而引发汽轮机组叶片损坏故障。第四，因加工工艺不良而造成的损坏。如果在加工汽轮机叶片时的加工工艺不够严格，就会致使叶片表面粗糙度不够好、留有一定的加工刀痕、扭转叶片的接刀处不当、围带柳钉孔尺寸不够准确等问题，从而使应力过于集中，造成汽轮机叶片发生损坏。有时为了能够防止水蚀问题而采取必要的防护措施，这些防护措施的工艺不够良好也会使得汽轮机叶片发生损坏。
2.2 因汽轮机运行方面的问题而造成的损坏
第一，因偏离了额定频率运行而造成的损坏。通常来讲，汽轮机叶片的振动特性往往按照相应的运行频率设计，所以，当降低电网频率时，就会使得汽轮机叶片的共振安全率产生相应的变化，进而落入到共振的运行状态之下，加速了汽轮机叶片的损坏程度。第二，因过负荷运行而造成的损坏。通常情况下，汽轮机组处于过负荷运行状态下时，其每一级的叶片应力都会有所增加，特别是最后几级的叶片应力增加最为明显，并且叶片应力会随着蒸汽流量的不断增加呈现出相应的正比态势，进一步加剧了叶片损坏。第三，因气温过低而造成的损坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当新蒸汽的温度过低时，就会使得汽轮机最后几级的叶片湿度不断增大，叶片受到的冲蚀也不断加剧，应力过于集中造成汽轮机叶片的损坏。同时，当新蒸汽的温度过低而出力不降低时，流量热势必会被不断增加，致使汽轮机叶片处于过负荷状态之下，造成汽轮机叶片损坏。第四，因蒸汽品质不佳而造成的损坏。蒸汽品质不佳势必会使汽轮机叶片结垢，进而造成汽轮机叶片损坏。与此同时，汽轮机叶片结垢后还会造成通道减少，级焓降增加，汽轮机叶片应力增加，也就使得汽轮机叶片强度不断降低。第五，因真空过高或过低而造成的损坏。如果真空过高，那么末级叶片就会处于过负荷状态之下，湿度增大，叶片水蚀速度加快，引发汽轮机叶片损坏。如果真空过低且维持最大出力不变时，就会造成最后几级汽轮机叶片处于过负荷状态，引发汽轮机叶片损失。第六，因水冲击而造成的损坏。由于现今汽轮机机组的汽水系统十分复杂，也进一步增加了汽轮机机组进水的可能性，一旦蒸汽与水一起进入到汽轮机组之中，就会产生水击，造成汽缸等部件变形，使得汽轮机叶片发生损坏。第七，因机组振动过大而造成的损坏。因为启动、停机、增减负荷时的操作存在不恰当之处而造成动静部分发生摩擦，导致汽轮机叶片发生损坏。
3 汽轮机叶片损坏的预防措施
3.1 规范化管理
在检修的过程中，工作人员们都应该要有规范操作的意识。一方面是因为汽轮机叶片的检修技术本来就相当的复杂，另一方面则是对其工艺质量和工期都要求较高。所以企业内部需要努力给员工们树立正确的“规范化”管理意识，做到培养符合企业内部规范化管理的员工思维方式和行为方式，从而使得“细节关系成败”的规范化管理理念融入到每一位企业员工们的工作中，使之得到应用和体现，使其在汽轮机叶片的检修运行方面都能够做好相关措施，尽最大的努力来避免汽轮机叶片出现损坏的事故。此外，企业员工在起吊、搬运和测频的工作中，也要时刻按照相关的规定程序来进行操作，严格的控制运行的参数，避免设备超载和超速等不良状况的出现，防止汽轮机叶片产生事故。
3.2 做好叶片检查工作
工作人员们在应对汽轮机叶片事故的时候，应该要做好其检查工作。在整体上去了解汽轮机叶片的损坏情况，事故发生之后，工作人员要注意检查好事故波及的范围和具体情况，一些断落的汽轮机叶片，以及其连接件都应该要尽其所能的找出来，然后再根据这些叶片损坏的情况、断裂位置和断面的特征，对这个事故起因进行初步的分析。
3.3 分析叶片的折断面
这里主要就是说汽轮机叶片在出现应力过大的原因而出现断落时，它的断面会呈现出粗糙和收缩的现象。当这个汽轮机的叶片因为共振的原因导致疲劳损坏时，它的叶片是会呈现出一种明显的疲劳线。开始只是出现极其细微的裂纹，但是随着时间的流逝，这些细微的裂纹逐渐合并为较大的裂纹，然后慢慢的疲劳裂纹开始扩大，当这个汽轮机叶片剩下的没有受到损坏的截面不能够再承受住蒸汽的弯曲应力，以及运行过程中离心力所产生的应力时，汽轮机的叶片就很容易受到损坏。
结束语：
总而言之，汽轮机叶片损坏事故出现的原因可以说都是复杂的，这些事故不仅可能会给企业等相关组织造成不可估量的损失，而且对于我们国家国民经济的发展也会产生一定的影响。要想分析清楚汽轮机叶片损坏事故的原因，可以从汽轮机叶片的组成和作用出发，进一步的找到汽轮机叶片出现损坏的缘由，这个原因可能是叶片本身的原因，也可能是叶片运行方面的原因等。为此，需要工作人员们做好有效应对汽轮机叶片事故的措施，保证好机组安全高效的运行。
参考文献：
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[3]彭紫薇，何兴川.汽轮机叶片断裂原因探究[J].中国设备工程.2017(16)
论文作者:熊继龙
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
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