CW61125E主轴箱Ⅰ轴故障分析(2)

时间：2025-07-03

CW61125E主轴箱Ⅰ轴故障分析

烟气轮机动叶片断裂原因分析及改善措施

孔洪斌苗红霞孔素霞

摘要烟气中催化剂的含量过高或颗粒过大、蒸汽带水等原因，导致催化剂大量结垢．叶片冲刷、转子动平衡破坏、振动过大、叶片根部发生疲劳断裂。可采取改变轮盘控制温度．调整操作参数、优化蒸汽品质等改善措施．

关键词烟气轮机动叶片断裂中图分类号ＴＨ３６

文献标识码Ｂ

一、烟气轮机概况

烟气轮机（型号ＹＬ６０００Ｄ）运行期间，振动突然增大，系统联锁停机，停机后解体检查发现，动叶片自根部断裂。烟气轮机运行１２４１天，期间出现过４次断叶片情况，更换过３套叶片。本次发生叶片断裂时。烟气轮机运行了６４９天，其中运行至５４５天时，由于叶片根部发生磨损进行过激光熔敷修复。

自开车以来，每次检修时均发现动叶片根部冲刷严重。而且动叶片叶身、静叶片叶身、围带部分均存在结垢现象，叶身部分基本不冲刷或轻微冲刷，有两次因围带结垢严重，结垢厚度超过叶顶与围带最小间隙（２ｒａｍ）导致叶顶磨损且轮盘榫槽附近有发蓝现象。

二、影响烟气轮机运行的主要原因１．超温

正常操作时，烟气温度一般为６４０—７００。Ｃ，烟气轮机轮盘、静叶片、动叶片直接与烟气接触，材料的设计寿命为１０００００ｈ，如果超温时间过长，零件寿命会迅速降低。动叶片在８７００Ｃ下，仅能连续运转１４０ｈ。应尽量避免产生二次燃烧，因二次燃烧产生的超温，必然会喷入蒸汽来降温，出现一会儿高温一会儿低温的不稳定工作状态，这种大幅度温度波动，会产生细粉，易造成二次磨损，同时使烟气轮机部件发生变形。轴曾发生过两次抱轴。

（２）圆螺母未调紧，皮带轮与弹性挡圈之间存在间隙。因为花键上承受的载荷大，曲轴加工为断续切削，由于受冲击力作用，内、外花键之间的间隙不断增大。又因花键轴向未固定，且几根皮带张力不均匀，这样花键就由静联结变为动联结，造成花键许用挤压应力降低，导致花键压溃。

三、改进措施

２．严重冲蚀

严重冲蚀易导致疲劳裂纹产生，当疲劳裂纹扩展至无法承受离心拉应力时，动叶片存在断裂的危险，因当催化剂跑损严重或出现三旋分离状况不佳时，除找准原因及时处理外，还要强化对叶片的检验工作。

３．催化剂

催化剂的硬度特别高，仅次于金刚砂，对烟气轮机叶片及轮盘磨损和冲刷作用很大。

４．轮盘冷却蒸汽的品质

轮盘冷却蒸汽带水时，易形成催化剂结块，粘附在流道或叶片上，造成转子动平衡破坏，产生振动，同时也会造成动静部件的腐蚀、壳体变形和裂纹，甚至损坏叶片。

三、动叶片断裂原因分析及改善措施１．改变轮盘控制温度

自开车以来，三催烟气轮机轮盘温度一直控制在３２０—３３０６Ｃ之间，烟气轮机轮盘控制温度指标是３００—３５００Ｃ之间，严禁超过３８０。Ｃ。多年来，烟气轮机动叶片冲刷部位主要在叶身根部和轮盘榫槽进气端面。从这次断口看有可能是疲劳断裂，疲劳扩展区占断口总面积的８０％左右。扩展区分三个部分：缓慢扩展区、过渡区、快速扩展区。牙。应采取下述改进措施：

焊接修复第１轴；将弹性挡圈槽加宽为４ｒａｍ，用半环套及半环，代替弹性挡圈固定皮带轮，防止其轴向窜动；将Ｉ轴螺纹加长，采用双螺母锁紧皮带轮，防止螺母倒牙。

提高外花键的键宽加丁精度等级，采用花键铣刀加工，提高花键的加下精度，以便花键各齿受力均匀。

四、改进后的效果

对Ｓ１—１４８车床进行改进后，运行至今未出现花键压溃现象，又对两台ＣＷ６１１００，两台ＣＷ６１１２５Ｅ进行了改进。效果良好。

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ｌ敢进花键套的加工工艺

加工花键套时，对加工工艺进行改进。粗车内孔后再进行调质，并提高调质硬度，以提高花键抗挤压强度。

２．改进第１轴的装配结构

购买的第１轴存在两个问题，即花键套定位用的弹性挡圈槽宽为３ｒａｍ，而这种规格的弹性挡圈只有２ｒａｍ厚，且弹性挡圈容易断裂，导致皮带轮无法轴向固定；第１轴锁紧皮带轮的螺纹太短。只能采用单圆螺母锁紧，受冲击载荷时，容易导致螺母倒

作者通联：中国南车集团资阳机车有限公司曲轴事业本部四川资阳市６４１３０１

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