叶片断裂分析
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一、生产裂纹源的可能原因 1. 应力。2. 加工深刀痕和磕碰尖角坑。3. 腐蚀斑或腐蚀坑。4. 应力腐蚀和腐蚀疲劳5. 微动接触摩擦疲劳二 叶片断裂机理 图a 疲劳断口形貌 图b 解理断口 图c 准解理断裂 图d 韧窝断口 图d 沿晶断裂三叶片疲劳断裂1. 叶片运行中的振动应力和断裂位置的应力集中效应是叶片疲劳断裂的主要原因。2. 叶片起源于出汽边机械缺口，两只叶片的损伤处都存在应力集中，都以损伤处为起裂点，在工作应力的循环作用下裂纹逐渐扩展，形成疲劳裂纹。3. 叶根第一齿是叶根处的最大受力面，齿面圆弧过渡区的根部是应力集中区，设计上要求对叶根齿面的边缘要打磨，如果打磨效果不好，就不能很好消除叶根齿面边缘的尖角，甚至会形成小的缺口，加剧叶根处的应力集中效应，导致叶片过早地产生疲劳裂纹。4. 裂纹源萌生于叶根最大受力面的应力集中处，叶片型线过渡区的尖角和缺口是形成疲劳裂纹源的主要原因，叶片近表面的夹杂物对裂纹萌生也有一定影响。四 超速引起1 叶片在运行过程中多次发生甩负荷现象，叶片承受超速引起的超载，载荷超过叶片的承载极限，就会发生瞬时延性断裂。机组运行中甩负荷导致超速，超速导致离心力超过叶片的承载极限，致使叶片发生瞬时延性断裂。五 腐蚀引起1 . 运行环境中存在腐蚀介质以及1Cr12Mo钢对环境介质的敏感性的共同作用导致在叶片表面形成腐蚀坑，以腐蚀坑为起裂点，在工作应力的循环作用下裂纹逐渐扩展，形成开裂。2. 叶片在运行工况下承受离心力和振动应力，以腐蚀坑为起裂点，在应力集中和循环载荷的作用下裂纹逐渐扩展，达到临界裂纹尺寸后发生失稳断裂。- 4 -
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