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        隨著大功率電廠汽輪機(jī)的發(fā)展，汽輪機(jī)末級(jí)葉片水蝕損傷防護(hù)方法的研究繼續(xù)受到國(guó)內(nèi)外從事電力工業(yè)人員的廣泛重視。葉片的嚴(yán)重水蝕不但會(huì)引起葉片的斷裂破壞，導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)等惡性事故，而且可使級(jí)的效率下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在35起低壓缸葉片損傷事故中有13起主要是由于水蝕引起的斷裂事故。

        末級(jí)長(zhǎng)葉片的研制是汽輪機(jī)擴(kuò)大容量的關(guān)鍵技術(shù)之一。在研制末級(jí)長(zhǎng)葉片時(shí)，對(duì)葉片的氣動(dòng)性能、震動(dòng)特性、材料的性能及機(jī)械加工的工藝性能都有很高的要求。同時(shí)，因葉片長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，葉片水蝕的防護(hù)占有很重要的位置。汽輪機(jī)的低壓部分葉片工作在濕蒸汽中，在其水滴的作用下葉片產(chǎn)生水蝕。特別是低壓末級(jí)葉片，由于蒸汽濕度大，且圓周速度又高，使葉片極易遭到水蝕。

水蝕產(chǎn)生的機(jī)理

        從靜葉表面到出水邊的水膜，因受到汽流的作用而破碎，并形成直徑為數(shù)十或數(shù)百微米的水滴。這種水滴與動(dòng)葉表面沖擊時(shí)，由球狀變成了膜狀，因此在水滴與動(dòng)葉接觸部分內(nèi)部產(chǎn)生了很高的壓力。其壓力超過(guò)材料的屈服極限，使葉片材料產(chǎn)生局部的塑形變形和應(yīng)變硬化。在這種壓力的反復(fù)作用下，當(dāng)葉片達(dá)到材料的疲勞極限時(shí)便開(kāi)始產(chǎn)生疲勞裂紋。水滴沖擊到這種裂紋的內(nèi)部時(shí)，水滴內(nèi)部的壓力將使裂紋向更深處發(fā)展，致使葉片材料從葉片表面脫離而形成水蝕。

水蝕的發(fā)展

        動(dòng)葉片的水蝕率（單位時(shí)間內(nèi)每單位面積的水蝕量）在初期階段發(fā)展迅速，其后，將顯著的減慢，因此水蝕率在各個(gè)時(shí)期是不相等的。（見(jiàn)圖1）

圖1把水蝕進(jìn)展過(guò)程分為四個(gè)區(qū)域，即：

潛伏區(qū)：葉片材料重量不斷減少，僅是局部發(fā)生塑性變形和應(yīng)變硬化。

加速區(qū)：因在潛伏期間材料內(nèi)部的疲勞不斷積蓄而開(kāi)始出現(xiàn)破壞現(xiàn)象，葉片材料脫離，水蝕量急劇增加。

衰減區(qū)：水蝕率急速減少，水蝕減速階段。

穩(wěn)定區(qū)：水蝕率幾乎保持一個(gè)定值，維持在穩(wěn)定狀態(tài)。

        如前所述，水蝕進(jìn)展到某種程度時(shí)，在變得粗糙的表面會(huì)滯留一層水膜，因水膜吸收了水滴的沖擊壓力而起到一種緩沖作用，使水蝕大幅度減弱。另外，即使在沒(méi)有水膜滯留的部分，葉片表面變得粗糙后出現(xiàn)水滴向其傾斜面沖擊的傾向，作用在斜面的水滴速度的垂直分量顯著減少，造成水蝕率大大減弱。

        由于汽輪機(jī)葉片水蝕斷裂事故的不斷發(fā)生，對(duì)汽輪機(jī)安全性構(gòu)成了一定的威脅。從70年代開(kāi)始，許多國(guó)家進(jìn)行了大規(guī)模的試驗(yàn)研究，尋找解決的途徑，包括金屬表面腐蝕介質(zhì)的形成與濃縮機(jī)理，改善水化學(xué)工況保證蒸汽品質(zhì)，提高電廠運(yùn)行水平與加強(qiáng)運(yùn)行中的監(jiān)視，尋找防止葉片水蝕的穩(wěn)定材料等。但是葉片水蝕破壞屬于十分復(fù)雜的斷裂現(xiàn)象，涉及到化學(xué)、金相物理學(xué)和力學(xué)等各方面的內(nèi)容。作為腐蝕介質(zhì)的蒸汽中有50多種低濃度有害化合物，但至今尚不清粗不同雜質(zhì)對(duì)葉片水蝕的影響。對(duì)于葉片水蝕斷裂的形成與擴(kuò)展過(guò)程的認(rèn)識(shí)基本上是經(jīng)驗(yàn)的。對(duì)此，尚有大量的試驗(yàn)研究工作有待于進(jìn)一步深入開(kāi)展。