叶片断裂事故可能的原因及其预防措施

1.设计制造缺陷

叶轮结构设计不合理，叶轮材料中存在着非金属夹杂物，使其力学性能降低,特别是在仅有几个毫米厚的轮盖边缘上含有夹杂物，使叶轮产生局部应力集 中源，从而大大降低疲劳强度。

制造缺陷是指焊缝本身和热影响区缺陷以及叶轮 加工表面粗糙，如叶片与轮盖之间没有全焊、未焊透、存在气孔、咬边等，若非金属夹杂物刚好在此区域，就更加剧了裂纹的产生和扩展。

叶轮与轮盖焊接后使 轮盖热影响区内组织发生变化，该区的强度、硬度降低，若非金属杂物正好处在 变化前后组织的交界处，就进一步促使应力集中源的形成，进而促使应力腐蚀裂 纹产生，以致发生叶片断裂。

对于设计制造缺陷可采取如下措施: 发生上述故障时应立即停车，组织有关人员对损坏部件进行检查与事故分析; 改进叶型设计，避开共振，改变传统离心 式空压机、风机叶轮设计方法。

可采用安全寿命设计，即在有效寿命期间，叶轮不得产生裂纹; @可采用可靠性设计，即在叶轮存在缺陷或有损伤的条件下， 应用断裂力学理论预测出断裂寿命，采取有效的预防措施。

选用耐腐蚀、高强度 的叶轮材料，确保叶轮加工质量，采用高形状精度和高表面粗糙度加工; 在叶轮轮盘外缘两叶片之间部位可磨削圆弧; 采用超声波无损探伤，从各个方向对焊缝 和热影响区进行严格检查，及时发现焊缝和材质内部缺陷。

叶片与轮盖之间应全部焊透，焊后必须进行消除内应力处理; 消除过大的振动源，调整共振频率,使叶轮振动控制在允许范围内; 修复后的转子应严格进行动平衡、无损探伤和超透试验。

2.转子的严重振动

由于叶轮设计欠佳，使转子振型没有避开共振; 叶片制造缺陷，在施工或检 修现场进行了不适当的调整、调换，造成驱动机与空压机主轴对中发生了偏离。

叶轮安装不够紧密，或因磨损、腐蚀的不均匀，灰尘在叶轮上积聚，个别叶片折断等使叶轮不平衡，将引起较大的振动。

特别是叶轮的自振频率与扩压器、安全阀、回流器或气体管道的自振频率相吻合时将产生共振，这对叶轮的安全运转威胁很大。

对于转子的严重振动可采取如下措施: 消除过大的振动源，调整机组的共振频率，使叶轮振动控制在允许范围内; 精心安装，确保转子对中良好。

发现转子不平衡时，应查明原因并加以消除，必要时可在高转速动平衡机上进行试验; 在 变工况运行时，要避免发生负荷突变，严格控制调速范围，严防转速过低使叶片 振动频率落入共振区。

采用轴振动频谱分析的方法，及早发现主轴的异常振动; 严格控制进油温度，适当增加油的黏度; 从空压机顶上垂直下来的进口管道不应直接压在空压机上，必须由管道挂钩或支架来承担其重量，以防止机壳在管道重 量下产生变形而使振动加剧。

安装高效过滤器，及时清除叶轮上的积尘、结焦和 盐垢; 当发现离心式空压机、风机机组发出异声且伴有剧烈振动时，应立即停车 检查; 严格按照操作规程进行操作，防止喘振、旋转失速等不稳定气流发生。

密切注视压力、真空度、进气量的波动及机组的异常响声，及时发现，及早处理。