大型軸流引風機是火力發電廠的主要輔機，它的安全可靠性直接關系到電廠的安全經濟運行。廣州珠江電廠（4×300 MW）國產汽輪發電機組的每臺鍋爐蒸發量為1 021 t／h，配有ASN－2880／1600型動葉可調軸流式引風機。1993年4月4臺機組相繼投產以來，多次發生引風機葉片斷裂事故，給電廠的安全生產和經濟運行造成了極大的威脅和損失，為此，就引風機葉片斷裂原因進行分析。
1　引風機設備概況
　　ASN－2880／1600型軸流式引風機的作用是將鍋爐爐膛中燃燒所產生的煙氣吸出，通過煙囪排至大氣。每臺鍋爐配備2臺ASN－2880／1600型引風機，其葉輪直徑為2 880 mm，輪轂直徑為1 600mm，設計葉片材料是ZL402鑄鋁合金，牌號為ZA1Zn6 Mg，葉片頭部設有可更換的不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）耐磨鼻，葉片表面鍍硬鉻，用于防磨。動葉角度的調節是由風機外部的伺服馬達帶動調節驅動裝置，經調節拉叉使液壓機構動作，推動輪轂內的調節盤做軸向移動來傳動葉片。
2　葉片斷裂損壞的主要情況
　　從1994年2月1日1號爐A引風機在運行中發生葉片全斷開始，至2001年6月止，珠江電廠先后共發生11次引風機葉片全斷事故，累計停機時間達1 317 h；9次停機檢查，發現葉片根部6個螺栓的連接筋有裂紋或出現螺栓松動、斷裂情況，累計停機時間114 h。
2．1　引風機葉片全斷情況
　　在全廠引風機葉片全斷的情況中，1號爐A引風機共占了8次（其中1997年以前7次，1998年1次），3號爐B引風機占1次，4號爐A引風機占2次，2號爐引風機從未發現過斷葉片事故。葉片全斷前的運行工況中，引風機軸振值有的在30～50μm之間；引風機軸振值有的在正常范圍；有的還發生在機組變負荷工況下，引風機振動突變，發出巨響并跳機。
　　引風機葉片全斷的主要特征是：26片動葉全部折斷，部份平衡錘斷裂；軸承箱地腳螺栓斷裂，嚴重的有調節油缸、旋轉油封損壞，主體風筒和風箱導葉變形。
2．3　葉片裂紋損壞情況
　　在停機檢查中，發現4號爐A、B引風機占了6次之多，2～3號爐B引風機各占一次。停機前，風機軸振值在50～75μm之間，只有一次軸振是正常的，葉片斷裂主要發生在葉片根部底盤，并貫串3個螺絲裂開。
3　葉片斷裂的原因分析
3．1　葉片材料存在質量問題
　　葉片材料存在質量問題是葉片斷裂的主要原因，我們可以從以下幾個方面的分析可知。
3．1．1　葉片化學成分分析
    葉片化學成分分析見表1。

從表1可知，斷裂葉片合金元素Zn的質量分數超過了國標規定的技術條件上限的2．03％。鑄鋁合金ZL402的主要特點有自硬傾向，這種特性可避免工件因淬火產生較大內應力而引起開裂和變形問題，葉片在自然狀態使用，可保證尺寸穩定，但是，隨著鋅質量分數的增加，合金的百分比上升，鑄造性能下降，從而造成熱裂、針孔和疏松的傾向增大，導致合金的塑性急劇下降，這是引風機葉片極易斷裂的原因之一。
3．1．2　葉片機械性能分析
　　從葉片的拉伸、沖擊和硬度試驗結果看，斷裂葉片材料的延伸率δ5僅為1．5％～2．0％，比國標GB1173―86規定的δ5≥4％小了1／2以上，其沖擊能和沖擊韌性低，均為沿晶脆性斷口，葉盤、葉型底部、葉型頂部的硬度（平均）分別為HB110，HB108，HB106，符合國標規定硬度不小于HB65的要求，但葉型的硬度比葉盤的硬度低，這與該類型鑄件的壁厚越薄則硬度越高的規律相反。因此，葉片延伸率低于技術條件要求也是葉片斷裂的原因之一。
3．1．3　葉片金相檢驗分析
　　葉片的金相檢驗確認，在未侵蝕狀態下，檢查金相拋光面的枝晶間疏松程度，葉型頂部輕、葉型底部次之，葉盤嚴重，當枝晶間的疏松連貫一起就成為細裂縫。葉型頂部、葉型底部和葉盤處的金相組織均為α基本相＋Zn粒子＋晶界析出物，其枝晶間組織存在嚴重疏松，從X射線能譜的試驗結果可知，雜質元素鐵和硅富集晶界，它使葉片在運行中處于脆性狀態而極易斷裂。
3．1．4　葉片斷裂性質分析
　　用OPTON高分辨立體顯微鏡和JSM－840掃描電子顯微鏡進行斷口的微特征分析，確認葉片屬于沿晶脆性斷裂，裂紋擴展路程不是沿小截面而是沿垂直于主應力的方向。在運行中葉片承受的作用力由離心力引起的拉應力、彎曲應力、煙氣彎曲應力和振動應力組成。工作面側葉盤螺絲孔外表面的綜合應力較大，由于該處應力集中的存在，在表面缺陷處，存在疏松和微裂紋晶界脆性相開裂，因材料的塑性變形能力差，裂紋尖端的應力集中不能通過塑性變形而松馳，應力達到名義應力的3倍，而且葉片材料的屈強比高達96．5％～98．2％，裂紋尖端的材料達到屈服應力后即會開裂。
　　從葉片材料的分析可知，葉片制造存在嚴重的質量問題。正是由于葉片鋅的質量分數和延伸率均達不到國標規定的技術要求，導致葉片沿晶脆性擴展裂紋，塑性急劇下降，葉盤處枝晶間疏松，雜質元素鐵和硅富集晶界，使葉片在運行中處于脆性狀態，煙溫過高時，葉片的工作溫度可能超過材料的極限溫度而發生過時效，使葉片性能進一步惡化，這也說明了為什么葉片在運行中會多次出現裂紋，甚至全部斷裂的惡性事故。