（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046）
摘要：汽轮机叶片是发电机组的关键部件之一，运行中的汽轮机叶片往往由于叶片制造工艺不良，设计不科学，材料不符合要求等因素的影响造成叶片断裂事故的发生，严重威胁着汽轮机的运行安全，如果叶身内部存在裂纹等缺陷，高速运转后就会出现机械性能差，容易导致大事故的发生。因此对叶片进行加工检测、预防性的检查是确保机组安全运行的重要手段。为了提高检测的准确性，经过反复试验，研究出了几种不同的检测方法，本文主要讲述汽轮机叶片的无损检测技术。
关键词：汽轮机叶片；叶片断裂；检测方法
一、汽轮机叶片叶身常见的损坏形式
叶片断裂或损伤的部位有三种类型，叶身断裂失效、叶根断裂失效以及叶冠或叶顶失效三种。经多年机组运行的经验，发现叶片叶身常见的损坏形式有腐蚀疲劳损坏、短期超载疲劳损坏、高温疲劳损坏、应力腐蚀损坏、长期疲劳损坏以及接触疲劳损坏等。因为叶片的工作环境比较恶劣，受力情况也相对比较复杂，所以损坏事故就会经常发生，汽轮机运行的初期，这些损坏常常是在表面部位发生裂纹，这些部位常常发生在出汽边上的边缘地区，有时也发生在边缘垂直的地方，在对汽轮机的叶片和叶身进行检测时，要主要集中在这些表面部位。
二、汽轮机叶片叶身的无损监测技术
叶片无损检测前应编制检测规程，明确超声波探头的频率、探头灵敏度调节、缺陷定量方法等。为了方便波形参数的读取先选用数字式超声波探伤仪。计算的时探头采用纵波直探头，利用SEB表面裂纹比较浅的无损检测工艺控制技术，稍微打磨一下，观察裂纹周边组织，发现裂纹尾部的氧化皮较少说明在淬火的时候发生扩展。该批叶片经氧化皮等处理后缺陷消失，最深不超过4mm。观察不到发现线性缺陷。汽轮机的无损检测主要有超声导波检测、磁粉探伤检测技术、无损探伤检测技术、低频漏磁检测、远场涡流检测、声发射检测技术等检测技术。
1、超声导波检测
超声导波检测技术导波是声波在介质中的中的能进一步产生复杂的干涉形成的波。汽轮机叶片传播的超声导波特性与钢板中的导波相类似，一次可扫查既可以检测叶片的内部缺陷也可以检测叶片的表
面缺陷，因此，超声导波检测技术对于汽轮机叶片检验具有高效、全面等优点。导波在传播过程中发生横波和纵波间的模态转换，因为呈现出了超声体波所不具有的一些特点。在有界介质中，超声波在波导中传播的超声波的速度随频率变化而变化，从而称之为频散现象。另外，导波可以在波导中传播较远的距离，从激发点到接收点的全部信息可以采用线扫描的方法对工件进行检测，从而对于不同的材料采用不同的激发频率其散特性是不相同的。对于不同的缺陷，如：板内缺陷应选择面内位移分量比较大的模式；若为表面缺陷则应选择离面位移分量比较大的模式。当被检结构缺陷情况复杂时需要使用多种模式对材料结构的不同缺陷进行检测。叶片在装配完成后才发现叶片有裂缝，这样处理就十分难，因为需要把整圈叶片都拆下来，这样不但周期长，而且还存在漏网的可能。因此必须在源头上进行双面双侧探测。
2、磁粉探伤检测技术
磁粉探伤利用叶片专用磁力探伤设备，如低频叶片磁力探伤仪，对叶片逐段进行连续法检测，两次检测之间必须有不小于两磁极连线长度一半的重合区，叶片的表面存在裂纹，一种是纵向分布于叶片表面的不连贯裂纹，另一种是与纵向成不同角度的有一定的深度的较明显裂纹，检测部位在出汽边边缘部位，检查该区域的表面裂纹。
3、无损探伤检测技术
无损探伤检测可以发现叶片内在的缺陷，可以有效地防止有缺陷的叶片材料被流转到完工道序。带缺陷的叶片被高速运转会产生断裂。这样有利于为国内相关机组类似问题的解决提供了方案。总之，无损检测的作用不仅仅是根据验收标准去判别一个工件的合格与否，而应把所得到的质量信息反馈到有关工艺部，有利于确保汽轮机组的稳定运行。
4、低频漏磁检测
信号从传感器获取，并由软件判断有无缺陷，易组成自动检测系统。用电脑自动进行缺陷的判断和报警，大大降低人为因素的影响。可以对缺陷进行初步判断，采用传感器获取信号高效能、无污染，检测速度快。在管道的检测中，在厚度高达30mm的壁厚范围可同时检测内外壁缺陷。
用磁化器去磁化被测铁磁材料时，如果材料的材质是均匀无缺陷的，则材料中的磁感应线将被限定在材料中，磁通是与材料表面的平行，差不多没有磁感应线从材料表面穿出，检查表面时没有磁场。若材料中存在着与磁力线成一定角度的缺陷时，材料表面的缺陷或内部组织状态变化会使磁导率大小改变，当缺陷的磁导率很小，磁阻很大时，磁路中间的磁通会产生畸变，磁感应线会改变连接的途径，除开部分磁通直接通过缺陷或在材料内部绕过缺陷外，另有磁通会离开材料表面，穿过空气后，绕过缺陷，再次进入材料，在材料表面缺陷处形成漏磁场。通常将磁粉检测漏磁通的方法称为传统的磁粉检测法，而将采用磁敏传感器检测则称为漏磁检测法。的检测。前景：随着磁检测传感技术、励磁技术以及信号处理技术的进步，漏磁检测灵敏度将会大大提高，对缺陷的宽度和深度定量检测精度也会大大提高。这种检测方法将会大大降低工作劳动强度，提高检测过程的自动化，得到广泛的应用。
5、远场涡流检测
远场涡流法是低频涡流检测技术，运用内穿过式探头，由场，能以相同的灵敏度检测到管子内外壁的缺陷及壁薄厚，而不受到趋肤深度的限制。远场涡流检测探头可以直接用电信号输出检测结果，适宜进行自动化检测，并且检测的速度非常快，适用范围特别广泛，除了检测缺陷以外，又能检测材质变化，尺寸形状的变化等。特别适用管材、线材、碳钢或其他强铁磁性管子的蚀坑、裂纹等缺陷的检测。远场涡流检测是一种提前预测的检测方法，可以预先发现问题，并提前采取预防措施。
6、声发射检测技术
声发射检测技术是一种动态无损检测技术，适用工业过程在线监控及早期或临近破坏预报。声发射探测到的声源能量来自被测试物体活性缺陷的本身，而不是由无损检测仪器提供，因此，声发射检测技术具有实时、在线的特点，并有广泛地应用前景。
结束语
由于技术保密等原因,一般的研究人员只能掌握少量的运行数据,而无法获得准确的燃气轮机部件变工况性能曲线。而变工况性能曲线又是建立燃气轮机大负荷范围、准确变工况模型所必需的。因此不同的学者提出了不同的解决方案,但目前还没有一种方法能够仅仅依靠少量运行数据就可以获得大负荷范围、准确的部件变工况性能曲线。有鉴于此,本文提出了一种利用少量已知运行数据对燃气轮机部件变工况通用解析解进行修正,从而得到部件变工况性能曲线及其表达式的方法,并以某台船用分轴燃气轮机低压透平压比-流量变工况性能曲线低压透平效率-流量变工况性能曲线利用部分已知运行工况数据作为基准点进行拟合,用其它已知运行工况数据进行检验,这就保证了提出的获得性能曲线的方法是合理的。而检验结果也证明了本方法是可行的,并且在大负荷范围内具有一定的准确性。由于各种条件的限制,未能将本方法应用于更多的机因此要进一步提高本方法的通用性和准确性,还需要做大量的理论分析、研究和计算工作。
参考文献
[1]朱建堂.激光、红外和微波无损检测技术的应用与发展[M].无损检测,l997,11.科学出版
[2]齐凤慧.汽轮机叶片状态监测与诊断方法的研究应用[D]；华北电力大学（河北）；2003年第5期.
[3]李伟、张远航.大功率汽轮机叶片的无损检测技术[J]；热力发电；2006年07期.
[4]陈文伟、阎春山.汽轮机叶片和叶轮联结部分的应力计算（平面、轴对称弹性接触有限元联解）[J]；汽轮机技术；2008年01期.