李捧舉 王庭偉

摘 要：在沖動(dòng)式渦輪機(jī)中，蒸汽是定向的在固定的直接作用在噴嘴轉(zhuǎn)子葉片上。蒸汽接觸到葉片產(chǎn)生脈沖，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，必須指出的是，在實(shí)踐中，沒有純粹的脈沖式渦輪機(jī)，但只有一些被認(rèn)為是“低反應(yīng)”渦輪機(jī)。因此，除了蒸汽，還有可能是彎曲應(yīng)力，在脈沖渦輪葉片中發(fā)現(xiàn)的應(yīng)力可能與反動(dòng)式渦輪機(jī)的應(yīng)力相似。所有的應(yīng)力都會(huì)產(chǎn)生裂紋，會(huì)破壞葉片的結(jié)構(gòu)完整性，造成葉片的腐蝕。

關(guān)鍵詞：蠕變；除濕；汽輪機(jī)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.041

1 引言

電力工業(yè)經(jīng)歷了汽輪機(jī)葉片、圓盤和轉(zhuǎn)子的環(huán)境輔助開裂（EAC）等失敗。盡管全世界都在努力，但偶爾也會(huì)出現(xiàn)問題。為了更可靠地預(yù)測(cè)開裂的條件，對(duì)于這些條件，裂紋尺寸隨時(shí)間的演變，以便無損檢測(cè)， 知情決定，檢查間隔和剩余壽命。困難在于服務(wù)條件的復(fù)雜性和短暫性。

2 蠕變

應(yīng)力、疲勞和腐蝕都是內(nèi)在相關(guān)的，應(yīng)力引起葉片的警惕結(jié)構(gòu)錯(cuò)位運(yùn)動(dòng)，形成裂縫，從而增加局部集中應(yīng)力，腐蝕通過與葉片材料的反應(yīng)在現(xiàn)有皺紋的周圍傳播裂紋，增大裂紋尺寸，分散壓力強(qiáng)度，減輕葉片的壓力整體實(shí)力，在恒定的周期性負(fù)載下，這些因素結(jié)合導(dǎo)致葉片失效。腐蝕會(huì)扭曲葉片的幾何形狀，葉片的效率降低，為了提高抗腐蝕性，研究淬火葉片的表面涂料，測(cè)試了五種不同的硼化物涂層，三種離子鍍CrN涂層，三種熱噴涂，五種不同襯底鋼的涂層。保護(hù)涂層必須至少要等于某個(gè)最小臨界值才有效保護(hù)基材不受侵蝕；那提高涂層厚度可降低腐蝕速率?？偟膩碚f，葉片設(shè)計(jì)出強(qiáng)大的抗腐蝕材料，優(yōu)化氣動(dòng)參數(shù)會(huì)，提高效率渦輪。

2.1 顯微鏡照片

利用顯微鏡照片可以進(jìn)一步說明斷裂處與非斷裂處材料的特點(diǎn)。分別選取開裂葉片和無裂紋葉片的橫截面顯微試樣及葉片小裂紋的試樣、近葉根處裂紋的顯微鏡試樣進(jìn)行分析。所得的顯微鏡圖片以圖1～圖3進(jìn)行顯示。

2.2 表面能譜分析

對(duì)斷裂的葉片進(jìn)行采樣，然后將樣品利用X射線能譜儀對(duì)斷口表面進(jìn)行分析。由表1可見，斷裂葉片斷口上有腐蝕性的Cl-離子存在，表面附著物有明顯的O2-離子。

2.3 分析與討論

從以上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，葉片的截?cái)嗝嫔洗嬖阱懺靸?nèi)裂紋，可以推知葉片的鍛造質(zhì)量不良。根據(jù)硬度數(shù)值大于等于254HB時(shí)對(duì)應(yīng)的回火溫度低于600℃，推斷葉片的回火溫度低壓此溫度。這導(dǎo)致了馬氏體的分解成碳化物，降低了不銹鋼的耐腐蝕性能。

3 汽輪機(jī)內(nèi)部濕蒸汽危害

在汽輪機(jī)流通部分，進(jìn)一步流動(dòng)膨脹，一方面部分水滴在輪機(jī)內(nèi)壁形成水膜，另一方面濕蒸汽中凝結(jié)核不斷變大。在核電汽輪機(jī)中，大部分透平都在濕蒸汽區(qū)域內(nèi)工作，會(huì)出現(xiàn)大量的侵蝕和腐蝕。

4 除濕技術(shù)

在沖動(dòng)式式渦輪機(jī)中，蒸汽是定向的在固定的直接作用在噴嘴轉(zhuǎn)子葉片上。蒸汽接觸到葉片產(chǎn)生脈沖，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，必須指出的是，在實(shí)踐中，沒有純粹的脈沖式渦輪機(jī)，但只有一些被認(rèn)為是“低反應(yīng)”

4.1 動(dòng)葉除濕技術(shù)

在動(dòng)葉表面，進(jìn)汽一側(cè)的背部刻若干道小槽，用以收集和輸送葉片表面的水滴，減少水滴反彈；同時(shí)在動(dòng)葉頂部做一個(gè)水份收集裝置，保證水份收集效果。

4.2 隔板除濕技術(shù)

采用隔板分離裝置，此裝置設(shè)在動(dòng)、靜葉柵軸向間隙。利用蒸汽汽流，將水滴向外緣移動(dòng)。

5 結(jié)論

汽輪機(jī)運(yùn)行中存在的腐蝕、點(diǎn)蝕、環(huán)境輔助開裂（EAC）、沉積物堆積及相關(guān)損失等問題一直存在。本文就蒸汽中雜質(zhì)的結(jié)轉(zhuǎn)、分配和沉積提出想法。汽輪機(jī)的運(yùn)行條件復(fù)雜，且各站之間存在差異。將著重研究氯化物、氧氣和二氧化碳等雜質(zhì)對(duì)圓盤和葉片表面形成的凝結(jié)水溶液組成的影響。綜合應(yīng)用各方法研制除濕是機(jī)內(nèi)除濕的未來方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐大懋，儲(chǔ)品昌，傅小生.蒸汽循環(huán)電站主設(shè)備的容量匹配[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2009，29（20）：25-29.