某燃气轮机涡轮动叶片腐蚀疲劳失效分析

作     者：隋永枫 蓝吉兵 魏佳明 余沛坰 王建明 SUI Yongfeng;LAN Jibing;WEI Jiaming;YU Peijiong;WANG Jianming

作者机构：浙江燃创透平机械股份有限公司浙江杭州310022 杭州汽轮机股份有限公司先进动力研究院浙江杭州310022 浙江巴顿焊接技术研究院浙江杭州310022 

出 版 物：《热力发电》 (Thermal Power Generation)

年 卷 期：2022年第51卷第12期

页      面：112-118页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：浙江省科技计划项目(2022C01118) 

主　　题：燃气轮机 失效分析 理化检查 叶片外换热 叶片应力模拟 腐蚀疲劳 

摘      要：针对某燃气轮机涡轮第1级动叶叶身表面涂层剥落及尾缘转接R处产生疲劳裂纹的现象进行了失效分析,并对失效机理进行探讨。首先,对失效叶片开展了理化检查,包括外观检查、化学成分分析及显微组织分析;然后模拟了机组运行时涡轮叶片的温度场和应力场分布。研究结果表明:重油中的S和V燃烧后产生硫酸盐和钒酸盐,局部高温促使其加速穿过陶瓷隔热层中的空隙并产生反应,从而使涂层出现脱落;温度场计算获得的局部高温区域与涂层剥落区域吻合;叶片应力模拟计算结果显示尾缘应力水平较高,频繁的启停使尾缘转接R处产生疲劳裂纹。基于研究结果,得出此次叶片失效的主要原因是腐蚀疲劳失效,并对涡轮叶片使用提出了合理的建议。