高压涡轮叶片气流量异常原因探析

摘要

某型DD26高温合金高压涡轮工作叶片台架试车后故障检测中，单件叶片气流量值为1.02g/s，较同批次同台试车叶片气流量均值偏低约50%。采用水流量标定检测、X射线检查、内窥镜检查、金相组织分析等手段，对该故障叶片开展系统性失效表征与机理分析。结果显示，叶片陶瓷型芯结构突变区域存在微裂纹，该类微裂纹在叶片铸造浇铸阶段，受高温金属液热冲击与动压载荷耦合作用持续扩展、贯通，最终引发型芯开裂或断裂失效。熔融合金液随即渗入并填充裂纹，冷却后形成厚度约25μm的金属薄膜，该薄膜对叶片内腔气流通道造成堵塞，导致冷却气流偏离设计流道、流通截面积缩减，最终表现为叶片气流量显著偏低的异常特征。