材料失效事故分析

1、 煙氣輪機(jī)葉片斷裂失效分析 43090625 劉禹希 事件回放某石油化工公司的100萬(wàn)噸/年重油催化裂化裝置中,對(duì)回收能量的雙級(jí)煙氣輪機(jī)的兩級(jí)動(dòng)葉片和一級(jí)靜葉片進(jìn)行了改造，經(jīng)運(yùn)行6355小時(shí)突發(fā)異響和強(qiáng)烈振動(dòng), 緊急停車(chē)開(kāi)機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)：靜葉、動(dòng)葉斷裂、嚴(yán)重變形損傷。通過(guò)化學(xué)成分分析、硬度試驗(yàn)、金相組織檢驗(yàn)及宏觀斷口分析、微觀斷口分析，可以得出高溫硫腐蝕和局部應(yīng)力偏高是導(dǎo)致葉片早期斷裂的主要原因。03年某石化公司對(duì)上級(jí)煙氣輪機(jī)YLII-70000A的兩級(jí)動(dòng)葉片和一級(jí)靜葉進(jìn)行造，04年4月21號(hào)晚上，煙機(jī)機(jī)體出現(xiàn)故障，檢查發(fā)現(xiàn)：一級(jí)靜葉有3片葉身完全斷裂，其余皆有不同程度損傷和缺失；一級(jí)動(dòng)葉組也有一

2、只葉片從榫槽部斷裂，艷輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)反方向的斷裂葉片后又10只發(fā)生嚴(yán)重彎曲變形和損傷，其余皆不同程度損傷二級(jí)動(dòng)葉和二級(jí)靜葉組也有不同程度損傷；，截止到事故為止，累計(jì)運(yùn)行6355小時(shí)，遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。材質(zhì)分析1 化學(xué)成分分析：兩種葉片材料中各元素成分均達(dá)到技術(shù)條件要求。從煙機(jī)收集到的金屬碎塊化學(xué)成分基本與K213鑄造合金成分相同。2 硬度試驗(yàn)動(dòng)葉片材料的硬度接近技術(shù)條件規(guī)定的要求的上限值事故現(xiàn)場(chǎng)圖片斷口分析斷口形態(tài)1斷口壓痕微觀斷口分析：1） 表面裂紋分析高倍下看裂紋斷面呈結(jié)晶狀穿晶斷口，這是高溫合金疲勞初期的端口典型狀態(tài)。表明局部葉片受到較高的應(yīng)力載荷。2)裂紋的剖面分析：結(jié)果表明，動(dòng)葉片榫頭受到不同分程度的高溫硫腐蝕，并局部形成腐蝕疲勞裂紋，硫化腐蝕形成的腐蝕產(chǎn)物及存在裂紋內(nèi)會(huì)因體積膨脹在裂紋尖端形成張應(yīng)力，加速裂紋擴(kuò)展。因此高溫硫腐蝕深造成動(dòng)葉片早期疲勞斷裂的重要原因。事故原因1）動(dòng)葉片在使用過(guò)程中發(fā)生斷裂是導(dǎo)致失效的原因，靜葉片斷裂是由于意外撞擊造成的。2） 靜葉片組織中存在嚴(yán)重的鑄造缺陷。3） 動(dòng)葉片斷裂使腐蝕疲勞引起的斷裂，高溫硫腐蝕和局部應(yīng)力偏高是導(dǎo)致葉片早期斷裂的主要原因。震動(dòng)和局部接觸不均勻是斷裂的應(yīng)力因素。預(yù)防措施1） 提高輪盤(pán)榫槽和葉片榫槽的