航空发动机压气机叶片的断裂 MS6001型燃气轮机压气机一级动叶片断裂分析

　　摘要燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平等主要部件组成，其中压气机的性能对燃气轮机性能有很大的影响。而压气机的喘振工况是气流强烈脉动的工况，在这种工况下运行的燃气轮机不仅振动大，而且可能发生叶片断裂的严重事故，因而不允许在这种工况下运行，但是除此之外，还可能有其它原因能够造成叶片的断裂，本文只针对MS6001型燃气轮机压气机的一级动叶片断裂进行简要的分析。

　　关键词燃气轮机；压气机；叶片断裂

　　中图分类号[TE99]文献标识码A文章编号1674-6708（2011）34-0103-02

　　压气机有轴流式和离心式两种。轴流式是多级的，离心式是一级或两级的，其工作原理和性能分别与通用的轴流压缩机和离心压缩机相同。轴流式压气机效率较高，适用于大流量的场合，在功率大于1mW的大、中型燃气轮机中普遍应用。在小流量时，轴流式压气机因后面几级叶片很短，效率低于离心式，因而在1mW以下的小功率燃气轮机中广泛采用离心式压气机，由于级数少因而缩短了压气机的轴向长度。功率为数兆瓦的燃气轮机中，有些压气机采用轴流式加一个离心式作末级，因而在达到较高效率的同时又缩短了轴向长度。

　　2006年专家对燃气轮机压气机断裂的马氏体不锈钢ASTM403叶片进行了宏观检查、化学成分分析、硬度测试、断口分析（体视显微镜和扫描电镜分析）、微观金相组织检验分析、扫描电镜和能谱分析，通过以上各项实验的综合分析并结合叶片运行工况特点，得出叶片断裂的主要原因是烟气颗粒对叶身冲蚀形成的点状凹坑缺陷在交变应力的作用下所引起的低周疲劳开裂。

　　1断裂原因分析

　　MS6001型燃气轮机压气机叶片材质为403，属于马氏体 ……此处隐藏2401个字…… ，其中一级动叶为叶根0.2mm~0.3mm，这样才能使透平叶片在高温状态下运行时膨胀后处于正常的工作状态。在实际使用中，MS6001燃气轮机的第一级动叶叶身内部有径向冷却空气孔，防止运行时高温燃气对动叶的烧蚀和使动叶发生蠕变变形。旧型的一级动叶叶身内部设计了12个光滑冷却空气孔，而改进型一级动叶则设计了16个冷却空气孔，且沿叶片外缘呈二排布置，这样增加了气流在冷却空气孔内的摩擦、传热面积和滞留时间，显著提高了径向冷却空气的传热性能，更加降低了使叶身镍基合金基材的温度。燃机转子经过长期高温运行后，一些氧化物、积垢或积炭等会沉积在动叶的长柄叶根和Z型叶冠的间隙处，堵塞部分冷却空气孔，特别是燃烧重油燃料后，积垢更甚，这些积垢什物沉积在间隙中会严重影响透平动叶在运行过程中的不正常膨胀，使叶片产生应力，部分冷却空气孔堵塞降低了冷却效果，这些因素形成了事故的隐患。

　　3结论

　　通过以上分析，我们只有找出燃气轮机叶片断裂的真正原因，从而才能够对症下药，采取相应的预防和检修措施，这样才能够有效的避免事故再次发生，使燃气轮机的正常工作得到保障。

　　参考文献

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