U型螺栓失效断裂原因分析

摘要

某汽轮机组在运行过程中空冷岛风叶U型螺栓发生断裂,利用宏观形貌观察、化学成分检测、金相组织观察、断口微观形貌观察及力学性能测试等方法对U型螺栓的断裂原因进行综合性失效分析。研究结果表明,由于螺栓的规格选用存在问题,导致U型螺栓的弯曲半径小于风叶轮毂半径,从而使螺杆内弧侧与风叶轮毂的接触部位因长期磨损而形成应力集中,并诱发疲劳源。同时,U型螺栓1的螺杆内弧与直杆过渡处存在一定程度的弯制残余应力,最终,在拉应力、弯制残余应力及风叶振动所产生的交变应力的综合作用下,疲劳裂纹源加速扩展,导致螺栓的断裂失效。