叶片断裂事件

叶片断裂——航空发动机事故的第一“杀手”都说航空发动机是飞机的心脏，除去说发动机为飞机提供动力之外，其重要性也是不言而喻。

对于飞机身上这么重要的一个器官，它最娇贵的部分在哪呢？答案是发动机叶片。

据不完全统计，我国空军现役飞行的发动机事故中，80%都跟发动机叶片断裂失效有关。

而这么娇贵的部分一旦发生断裂失效，对发动机乃至整个飞机的损害往往是致命性的。

娇贵的发动机叶片发动机涡轮叶片断裂失效德尔塔1288航班遭遇叶片断裂导致飞行事故可见，发动机叶片断裂不容小觑，那么今天小编就带领大家全方位认识一下发动机叶片的断裂，看看它为啥有这么惊人的破坏力。

1叶片的构造与薄弱环节要讲叶片的断裂，那我们首先得从它的构造入手。

压气机、涡轮的叶片一般由叶身与榫头组成，叶身较长的叶片常设有凸肩或叶冠，另外叶片形状和安装结构种类也不一而足。

一般来说，大发动机的叶片均是通过榫头与轮盘连接，叶身不与任何东西接触，若是有凸肩或叶冠，则相互接触支撑以减振。

发动机叶片的叶身与榫头结构叶片与轮盘的安装结构对于发动机叶片来说，任何一种结构及安装形式，均有其局限性，拥有自身的弱点和薄弱环节。

总体上来说，失效常见的部位分别是叶身稳态应力最大点和温度最高点、振动节线部位、易受腐蚀部位以及连接与接触部位。

对于叶片截面，其稳态应力最大点有三个部位，及下图中的A、B、C三个点，这些点是叶片裂纹易于萌生的危险点。

叶片截面稳态应力最大点分布其次，高速转动的叶片必然承受一定的振动。

当外来振动频率与叶片某种振型频率相吻合时会发生共振，而一旦发生共振，在振动节线部位会产生较大的附加振动应力。

发动机叶片的两种振型除此之外，包括叶冠或凸肩的接触、榫头上的接触面、榫头与轮盘的接触等部位，由于设计或加工装配等原因，往往造成部分接触不均匀，会引起局部应力急剧增加，从而成为裂纹萌生部位。

发动机叶片叶根部局部应力集中另外，涡轮叶片上高温区容易发生热腐蚀并降低叶片的表面完整性，成为疲劳的萌生点；另外压气机前几级叶片也容易受到空气中尘埃、沙粒甚至腐蚀介质的冲刷或撞击，导致叶片表面出现微坑或腐蚀斑点，成为裂纹的萌生地。

宁夏京能宁东发电有限责任公司2号机组叶片断裂事故调查报告宁夏京能宁东发电有限责任公司一期2×660MW工程汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、间接空冷凝汽式汽轮机，机组型号为CLNJK660-24.2/566/566型。

其中2号机组于2011年6月20日完成168小时试运后进入商业运行。

6月25日2号机组停机临修，7月8日临修结束，经过机组轴系加装配重，7月9日正常启动，带满负荷运行。

2011年7月19日2号机组运行中发生中压第六级（中压末级）的N-35叶片断裂，8月16日修复后恢复运行。

2011年10月10日，2号机组运行中又发生1号低压转子反向（调端）次末级的2-32叶片断裂。

鉴于宁夏京能宁东发电有限责任公司2号机组在三个月内先后发生两次汽轮机叶片断裂事故，机组跳闸停机，严重影响了电厂的正常运行，造成经济损失，本着“四不放过”的原则，集团决定成立宁夏京能宁东发电有限责任公司2号机组叶片断裂事故调查组，聘请了华北电科院和西安热工院等外部专家，就叶片断裂事故发生的原因、损失和事故的责任进行调查，提出对相关责任单位和责任人的处理意见。

同时制定机组修复的技术路线和时间安排。

一、调查过程2011年10月21日集团公司“宁夏京能宁东发电有限责任公司2号机组叶片断裂事故调查组”由集团公司总工程师、调查组组长关天罡带队，赴宁夏京能宁东发电有限责任公司开展事故调查工作。

10月21日下午17时，在宁夏京能宁东发电有限责任公司办公楼一层会议室召开了事故调查工作启动会，集团公司事故调查组成员，事故调查组外聘专家，宁夏京能宁东发电有限责任公司领导班子有关成员，宁夏京能宁东发电有限责任公司部分中层干部和相关技术管理人员参加了会议。

会议由集团公司安全与科技环保部主任梅东升主持并宣读了京能集团办字[2011]456号文《关于成立宁夏京能宁东发电有限责任公司2号机组叶片断裂事故调查组的通知》（以下简称“事故调查通知”），会议听取了宁夏京能宁东发电有限责任公司对事故过程的介绍，会议确定成立了制造、安装及设备监造调查小组和生产运行及调整试运调查小组分别开展事故调查工作。

报告编号：2024-05-04-07-605报告日期：2024年5月4日报告人：XYZ（责任人）报告目的：分析和说明2024年5月4日7号机605风机叶片断裂事件的原因和影响，提出相应的解决方案和改进措施。

一、事件概要2024年5月4日，7号机605风机发生叶片断裂事件。

事件发生时，风机正在正常运行中，突然出现巨大声响和振动，导致叶片断裂并散落在周围区域。

事故导致的风机停机，同时引发了一系列安全隐患和生产中断问题。

二、事件原因分析经过对事件的调查和分析，我们得出以下原因：1.设计缺陷：风机叶片的设计存在问题，使用的材料强度不足，无法承受长时间高速旋转的负荷。

叶片的形状也不符合风机运行的流体力学原理，导致在高运行速度下易发生断裂。

2.制造问题：在风机叶片的制造过程中，存在一些制造缺陷，如焊接不牢，材料内部存在缺陷等。

这些问题进一步削弱了叶片的强度，在运行中容易发生断裂。

3.维护保养不到位：叶片的定期维护保养工作没有得到充分重视，导致叶片的磨损和疲劳程度加剧，从而加速了断裂的发生。

没有进行定期的叶片检查和修复，进一步加大了风机发生断裂的风险。

三、事件的影响1.安全风险：风机叶片的断裂导致了周围区域的隐患，如飞溅物、损坏设备、工人受伤等。

事故发生时，没有有效的应急措施，加剧了安全风险。

2.生产中断：风机的停机导致了部分生产线的中断，造成了产量下降和订单推迟交付等问题，对公司的运营和利润产生了负面影响。

3.声誉损失：由于事件的严重性和影响范围，公司的声誉受到了一定的损害，可能会影响公司的客户和合作伙伴关系。

四、解决方案和改进措施针对该事件的发生，为避免类似事故再次发生，我们提出以下解决方案和改进措施：1.设计改进：重新评估叶片的设计，并对叶片的材料和形状进行优化，确保其能够承受长时间高速旋转的负荷，并符合风机运行的流体力学原理。

2.制造质量控制：加强对叶片制造过程的质量控制，确保焊接牢固，材料无缺陷，从而提高叶片的强度和可靠性。

某电厂汽轮机叶片断裂事故分析摘要：本文通过对某电厂汽轮机叶片断裂事故的分析，找出失效的原因，为汽轮机的安全运行提出可行性的建议，为电厂排除安全隐患。

希望结合该电厂的此次事故，为其它电厂提供借鉴。

关键词：汽轮机；叶片；失效事故1.概述汽轮机是发电厂主设备之一，而叶片是其最关键的部件,运行中若稍有不慎则极易对叶片造成损害，轻则造成汽轮机振动过大使机组效率降低，重则造成叶片的断裂让整台机组因事故停机造成更大的经济损失。

叶片断裂发生在某电站，事故当天凌晨1点20分，该电站1号机组正常运行，集控系统上突然显示#1～#6轴瓦的振动异常增大。

值班员发现情况后立即降低负荷，但轴瓦振动值无明显下降，只能停机检查。

2.现场情况机组停机后在低压缸内发现叶片残骸，随后起吊低压缸发现低压转子的反向次末级（编号T1-42）的叶片从距离根部1/3处横向断裂如图1所示，相邻的两叶片的叶顶处有不同程度的损伤。

图1 次末级叶片图2 上半部分的残骸合影从现场情况可以判断首先破坏件是T1-42叶片，其上半部分在断裂后由于离心力的作用，甩向末级叶片处，与末级叶片相互撞击，分解成若干体积不等的部分，它们已变形严重如图2所示。

3.理化检验为了掌握断裂叶片材质属性，对其进行化学成分分析，力学性能检测、显微金相组织观察等，了解叶片失效前的属性，为分析叶片断裂提供帮助。

3.1.化学成分分析化学成分分析是验证材料是否符合规定牌号。

而错用材料、成分偏差、合金含量在下限等都会影响钢材的性能，可能造成零件的失效。

该叶片材质是0Cr17Ni4Cu4Nb，根据标准中对成分的要求，进行化学成分分析，结果如表1所列。

经过检验主要合金元素含量均在标准要求范围内。

表1 叶片化学成分分析对比（%）3.2.力学性能检验叶片应具有高的力学强度，良好的冲击韧性。

对失效件进行力学性能测试，了解其在失效前的力学性能是否已不能满足其工作要求。

3.2.1.硬度检测硬度是材料在外力作用下抵抗变形和破坏能力的反映，硬度和强度存在一种类似的线性关系。

水轮发电机事故案例一、水轮机转轮事故（一）叶片断裂事故贵州省红林电站装设水轮机为HL160—LH—200，单机容量3.4万千瓦，设计水头142米，转轮叶片17片，材料为ZG20SiMn。

1986年3月3日该电站2#机组突然发生异常噪音与振动，被迫停机。

检查后发现叶片严重裂缝与脱落。

17只叶片完全脱落的有4片，每个叶片上都有不同程度穿透性裂纹。

经分析，主要原因如下：①该电站在电网中担任调峰任务，机组起动频繁，负荷变动大。

50%额定功率以下运行时间占30%，水轮机长期处于低负荷非稳定区运行，易发生机组振动，尾水管又没有完善的补气设施，致使发生强烈水压脉动；②转轮材料为ZG20SiMn铸造，它抗气蚀性差，制造工艺粗劣使水流流态恶化，易产生气蚀与振动；③转轮选型不妥。

该转轮应用水头110～150米，本电站实际运行水头为145～147米之间，接近该转轮上限水头。

常年在高速水流作用下，叶片气蚀比正常时更严重；④转轮断裂位置大部分在叶片与上冠（或下环）交接处，即转轮应力集中部位，与多次转轮补焊应力集中变形有关。

因此，运行工况不佳，转轮选型不妥，制造粗劣，使振动与水力脉动过大是造成叶片断裂损坏的主要原因。

（二）转轮梳齿迷宫咬死事故1、某电站装有两台HL220—WJ—84水轮机，H p＝55米，机组容量2500千瓦，在运行中，经18分钟，转速从额定转速750r/min下降到500r/min，立即停机检查，发现梳齿密封咬死，磨损深度达1mm左右。

其原因是顶盖未扫干净，有大量型砂与杂物运行后落入迷宫间隙，造成转轮咬死。

2、某电站HL240—LJ—120水轮机单机出力3200千瓦，空载试运行正常，在作72小时连续负荷试验时，发现导叶开度不变，出力却逐渐减小。

停机检查发现梳齿迷宫咬毛卡死。

原因是安装时单侧迷宫间隙比设计范围偏小。

二、导水机构事故1、某电站装有HL120—LJ—90机组两台。

投产两个月后，导叶剪断销连续多个剪断，最多时一次剪断七只，均是在开停机过程剪断。

排涝水泵叶片断裂事故分析及处理措施叶片断裂是水泵常见事故，对水泵运行的可靠性影响较大，为此，如何处理好水泵叶片断裂问题是用户极为关心的话题。

本文针对某排涝水泵叶片断裂事故，对叶片断裂机理和原因进行了论述，并且提出处理措施以避免再次发生这类事故。

标签：水泵；叶片断裂；机理；处理措施水泵除了水力和砂粒的磨损之外，由于长时间在水环境中水泵受到各种腐蚀的作用，使表面由光滑坚硬变为粗糙疏松。

水流在不断流经这些表面时阻力增大，导致水泵性能降低，产生噪音和振动，严重时使水泵零部件发生断裂，其中叶片断裂就是最为常见。

叶片一旦发生断裂，将给水泵的运行带来安全隐患。

为此，了解叶片断裂的机理原因，采取相应的处理措施，对提高水泵运行安全具有现实意义。

1 叶片断裂事故概况某排涝站潜水混流泵，设计参数是，电机功率P=220kW，流量Q-4219m3/h，扬程日=13.7m，转速n=740r/min。

运行16213h后，水泵机组出现异常振动，经查明，叶片断裂两片，均位于叶型边缘，裂纹长度分別为25cm和40cm。

该排涝站属间隔式运行，停机时间多于运行时间。

由于停机期间未及时保养维护，故叶轮及叶片腐蚀严重。

2 水泵叶片断裂机理（1）机械性能分析。

该泵叶片由QT-600球墨铸铁铸造制成，高温正火处理，其机械性能如表1所示。

表1 叶片的机械性能由表1看出，叶片机械性能基本合格，但塑性和韧性稍偏低。

（2）断口分析。

断片用丙酮彻底去除残余污垢及腐蚀物，并用无水乙醇清洗吹干，取样显微观察，其金相组织为珠光体，断口处显微形貌特征。

（3）疲劳断裂。

疲劳断裂是由于叶片在水力和泥砂冲击应力反复作用下发生了疲劳积累，在交变动载荷条件下，经过一定周期后所发生的断裂。

（4）应力腐蚀断裂。

应力腐蚀断裂是受拉应力和腐蚀环境共同作用所导致的脆性断裂。

引起叶片应力腐蚀断裂的因素只能是拉应力，这种拉应力包括外加应力和叶片的残余应力，而残余应力主要来源于铸造、热处理、加工及装配过程。

一、预案背景风场叶片断裂是风力发电领域常见的故障之一，可能由多种原因引起，如材料缺陷、设计缺陷、安装缺陷、运行维护不当等。

为保障风场安全稳定运行，减少叶片断裂事件对风场的影响，特制定本预案。

二、预案目标1. 确保风场人员安全；2. 最大程度降低叶片断裂事件对风场发电量的影响；3. 及时修复故障，恢复正常发电；4. 提高风场应对突发事件的应急处置能力。

三、组织机构及职责1. 预案领导小组：负责组织、协调、指挥叶片断裂事件应急处置工作。

2. 应急指挥部：负责具体指挥、协调各部门开展应急处置工作。

3. 应急救援组：负责现场救援、人员疏散、伤员救治等工作。

4. 技术保障组：负责现场勘查、故障诊断、修复方案制定等工作。

5. 信息联络组：负责收集、整理、发布相关信息，确保信息畅通。

四、应急处置流程1. 发现叶片断裂事件后，立即向预案领导小组报告。

2. 预案领导小组启动应急预案，组织应急指挥部、应急救援组、技术保障组、信息联络组开展工作。

3. 应急救援组迅速到达现场，进行人员疏散、伤员救治等工作。

4. 技术保障组对现场进行勘查，确定故障原因，制定修复方案。

5. 修复方案经应急指挥部批准后，由技术保障组组织实施。

6. 修复完成后，由应急指挥部组织验收，确保修复质量。

7. 验收合格后，恢复正常发电。

五、应急保障措施1. 人员保障：加强风场人员培训，提高应急处置能力；配备必要的应急救援设备。

2. 物资保障：储备充足的备品备件、工具、设备等，确保应急抢修工作顺利进行。

3. 资金保障：设立应急基金，确保应急处置资金需求。

4. 技术保障：加强风场设备维护保养，提高设备可靠性。

六、应急响应等级根据叶片断裂事件的影响程度，分为四个响应等级：1. 级别一：叶片断裂导致风场全部停机，需立即启动应急预案；2. 级别二：叶片断裂导致部分风场停机，需启动部分应急措施；3. 级别三：叶片断裂导致个别风机停机，需启动个别应急措施；4. 级别四：叶片断裂不影响风场正常运行，无需启动应急措施。

风电行业事故案例随着全球环境意识的增强，可再生能源行业正不断发展壮大。

其中，风电作为一种清洁能源的重要代表，受到了广泛的关注和推广。

然而，风电行业在发展过程中也面临着一些挑战，其中之一就是事故风险。

本文将以几起风电行业事故案例为例，探讨其原因及应对策略，以期提高行业安全水平。

案例一：风力发电机塔吊倾覆2018年，某风电场内，一起风力发电机塔吊倾覆的事故发生。

当天，突发强风导致塔吊失去平衡，并最终倒塌。

事故造成多人受伤，严重影响了项目的正常运营。

事故原因分析：该事故主要原因是对风力发电机塔吊的风险评估不完善。

在选址和设计阶段，未考虑到该地区常年强风的特点，导致选用的塔吊无法承受突发大风的冲击。

应对策略：对于此类事故，提高风险评估的准确性和全面性非常重要。

在选址和设计阶段，必须充分考虑气象条件，特别是常年风速和风向的变化。

同时，需要严格遵守相关标准和规范，在塔吊的安装和维护过程中加强监督，确保其稳定性和安全性。

案例二：风力发电机叶片断裂2016年，某风电场发生了一起风力发电机叶片断裂的事故。

在平稳运行期间，机组的一片叶片突然断裂，飞掠起附近的区域，幸好没有造成人员伤亡。

事故原因分析：经过调查，发现该事故主要由于叶片制造过程中出现的质量问题所致。

制造商在材料选择和加工工艺上存在瑕疵，导致叶片无法承受预期的风力冲击。

应对策略：为了避免叶片断裂的事故，风电行业需要建立完善的质量控制体系。

制造商应严格执行质量标准，确保叶片的材料选择和加工工艺符合要求。

同时，风电场经营者也需要在使用过程中加强监测和检查，定期进行叶片的维护和更换，及时发现并修复隐患。

案例三：风电场高空坠落事故2019年，某风电场发生了一起高空坠落事故，一名维护工人在维修过程中从高处摔落，不幸身亡。

该事故引起了对风电场施工和维护作业安全的广泛关注。

事故原因分析：事故的发生主要源于施工和维护作业中安全管理不到位。

未采取有效的防护措施，也未给予工人足够的安全培训，导致工人在高处工作时发生摔落事故。