4fae=ingLiU公路陵道射佩机高速巾叶片事故分析刘行买巧圳惠盐巧公路有巧公司深圳泌81病更公路化道采巧射化戊机化向通风方式日渐增多，但是，该种方式在安全方巧带来了些意想不到的徐患，也应引起注索。本文详述了运行中的射化风机叶片突然断义、飞出的事故分析及处理。

　　简介随着我国公路建设的发展，公路隧道的建设规模及其技术巧求越来巧大。为了保证公路度道内的安全行车，有个较好的行车环境，就需要根据公路唐道的长度和交通量选择适宜的通风方式。胗道纵向通风方式是通过悬挂在度道内拱顶部的射流风机运转使皮道内得到环巧保护和排烟所需的斯向风速。目前，由于射潇通风方式造价低，巧运巧用低，这种巧风方式已渐增多。

　　但是，由于风机悬挂在胗道拱顶处，安全方面巧增加7―个不利因荣。笔者所在的盐田巧公路接道就发生过射流风机在巧速运行中其叶片齐根断裂、飞出的恶性事故，幸未砸中过往车巧。由于这种通风方式的实例和经验不多，本文特对事故分析、故巧诊断及处巧详述如下，供同行参考。

　　盐田巧公路隧道地处深圳市东部，为我国四大港之的盐田港巧通道。该巧道全长1.42k，设计为双管单向，车流曼为2.5万辆/日。目前巧工程为单管巧向运行2x3.75，1典4年开通。隧道内设口台批流风机，直径11，两台组，分为6组，巧据度道内空气污染情况氧化碳含量、能见度和车流量编组运行。

　　事故分析1典5年7月10日，维修人员发现第五组第二台风机有两片叶片齐叶片根部巧，飞出图1、图2，飞出的叶片在机组前方2余米处找到。由于叶轮失巧，偏也旋转引起的剧烈震动掩消音器筒甩了下来，并把悬挂风机的基座摇松，说明叶片化落后，电机还断续转动了段时间，叶片巧口肉眼可见夹渣夹灰、气泡针孔、冷巧及合金组织不均匀等明显的巧咄扶陷西3.这显示合金可能在搭炼时巧拌不匀、巧铸时温度控巧化低、排气及浮巧的时间不够等。叶片为单体铸件，根据叶片的形状，估计叶柄处为巧口，朝上。由于温巧偏低，流态阻巧，气泡和浮渣积聚在叶柄颈部轮巧曲卒变化较大的巧分，未能及时出。因此，对制逍商外商提出索衮巧求。

　　1995年9月，制造商派出事故调人员作现场调查。该人员起初推断是否有人作恶作剧扔石子，或在意外情况下有石子飞到高速运转的叶片上将叶片击落。理由是飞机场如果有飞鸟，有可能将篼速前进中的飞机撞坏的事例。但是，如果有石子能将叶片击落，至少应能看到高速冲撞过的痕迹。而断裂七片上只有显然是被伊刮出的深槽宽约1深约0.3，见图2，估计是叶片断裂时由于自重落在叶轮边缘和消音器筒之间的间隙中，被其它未脱落叶片巧压、护刮出来的。石子之类是很难冲撞出这样的沟槽来的。其它别无痕迹。事故调查员提出要带断裂叶片回去作金相分析。我们考虑到个断口有两个断面，没有金相分析报告难レリ服人，因此，将叶柄部分留下，同意叶片部分让其写了借条后带走。但是，到了1月份，制造商函复此事时，认为故障原因是单向射流风机反向运行时间较长所致，并在9月份的现场调报告中指出；叶片脱落检查证据清楚地证明，故障是因为反向运行造成的。搡里要补充说明的是，按原设计射流风机和控制电路都是双向的，但实际安装的是单向风机。因此，控制电路在反转状态时，单向风机作反向运行。按照制造商的产品性能介绍，单向叶轮是可《反向运行的，并未提出反向运行的时间限制。且反向推力很小，仅为正向的巧％，说明反向运行时的叶轮负荷远小于正向。如何会导致叶片变形剩余叶片变形应推断为在挤压、伊刮脱落在叶轮和消音器简之间的间隙里的叶片时自身也产生了定的形变。况且，制造商的质量承诺是在动态负荷时设计寿命至少10年。隧道于1典4年开通，风机才用起来，1典5年就出现搡样的问题，实际使用时间不到年，这是很难解释的。但是，制造商却上述说法否定了索赔要求，对带走的叶片拟作金相分析事则只宇不提。就在我们收到这个函复之前，1月口日隧道又发生起第二组第二台叶片断裂飞出的事故，也是运气，未砸中过往车。这就显然不是个孤立的事件了。

　　为此，我们再次用篼倍放大镜仔细地观察、研究了两次断裂叶片的断口，感到铸造缺陷是很明显的，而且，晶粒结构不均匀，有的较粗大，显示热处理时的调质工艺在温度和时间控制上也可能存在问题。因此，我们找到个具有处理涉外产品质量纠纷的***权威金相分析质量监测单位，该单位对我们的看法很支持。我们立即将两个典型的断口试样送检，为具代表性，将两次断裂的叶片各选片，分别进行金相、扫描电镜及X射线能谱分析。

　　我们将7月10日的断片试样称为号断口，将1月口日的断片试样称为二号断口。

　　上观察表明图4、5、6、7：铸件组织由白色枝晶5共晶3初晶组成。经变质处理，存在过变质带和含Fe相较多。二号断口中，有多量针孔和氧化皮夹渣带等缺陷。此外，相枝晶粗大，分布不均匀等，都会使铸件性能恶化。这些基本和肉眼观察的推断差不多。

　　t号断口进气侧外表面带的巧情况号断口的金相组织二号断口的针孔分布二号断的条纹状化夹渣k断裂分析号断口断裂在叶片的根部。从图8的低倍观察可レ：看到，上方是进气侧，有多个弧形疲劳前沿线，其下面有人字形纹殖。人字形尖端从两侧指向箭头巧所指处，此处为进气侧主裂源，编为1号源。该源的核屯、在表面，箭头指处有腐烛小坑，表明为腐蚀疲劳断口。该疲劳扩展区约占整个断面的3分。图8下方为排气侧，其主源在箭头所指1号源的对面，编为2号源。

　　它在排气侧表面亦有腐蚀小坑。该疲劳扩展区较小，约占整个断面的1八。其余粗糖不平处为失稳断裂区。在叶片两个表面，依次排列着多个源，为多源腐蚀疲劳断口。

　　困8―号断口的低倍形貌有两薄片状含Fe相，分析结果为aAIFeSi或片AIFeSi相，还有K、a的硫化物及腐蚀产物硫酸铅及少量氧化物等。图9箭头指处为准解理小平面。图9箭头指处有多个解理台；巧广若1号源的低倍电镜扫描形貌1号源巧区右及疲劳扩展区左阶，裂面呈银白色，为粗大《枝晶或过变质带的解理断裂面。对号断口进气侧和排气侧的断口分析表明，叶片的断裂性质为腐蚀疲劳断裂。造成送断裂的原因有两个方面3.材质中存在过变质带和多量针片状的含Fe相和夹杂物，使铸件性能较差。b.客观上叶片工作在汽车排放多量含硫废气的工作环境。这种含硫废气特别是在潮湿的季节，与水汽结合，生成84.这对铅铸件，尤其是在共晶桂组织处，容易生成小孔腐烛。当小孔处在叶片受力集中部位时，小孔便成为疲劳核也，造成了叶片的多源疲劳断裂。上两个因素导致了叶片的早期失效。

　　二号断口断在叶片片体部。从图11的低倍观察可看到，断口呈灰色，断裂面较平整、光滑。由人字纹指向看，裂源在左端部。断口左上角有片灰黄色夹杂物面，是*早裂源所在。

　　其左端面及进气侧和排气侧均有许多裂源，为多源疲劳断裂。整个裂面均匀分布大量针孔，有的内有夹渣。右端部高低不平处及上翅部分为失稳断裂区。断面上亦有腐蚀产物和腐浊小坑。和号断口样，都具有多源腐蚀疲劳特征。

　　由图12可见，放大后可看到较多的腐蚀产物。主裂源是在灰黄色区的左上角，有较表浅的腐蚀坑和夹杂相。

　　对灰黄色区上的杂质相作面扫描定性分析，结果示出有铅桂铁组成的含Fe相及K、a的化物及少量硫化物和氧化物。

　　对孔洞内夹杂物能谱分析表明，桂较高。有的圆形颗粒为Si化及砂王沉积物，含Fe相和硫化物、氯化物和少量氧化物等。由上对二号断口的观察表明，二号叶片也为多源腐蚀疲劳断裂。其内在原因是材质含气量高，形成铸件中的大量针孔，此外，从金相组织亦看到还有多量的氧化物夹渣。能谱分析的许多微区中亦普遍存在氯化物和硫化物夹杂，使铸件的机械强度和疲劳强度都较差。加之叶片工作在含硫高的环境，存在腐烛的因素是造成二号叶片断裂的主要原因。

　　对主裂源放大后的麻化区及庙浊产物金相分析的结论引起了制造商的高度重视，*终免费提供台全新的双向射流风机、台全新的配套电机、个全新的消音器和十套全新的双向射流风机叶片，保用期定为二年。每片叶片出厂都打有钢号，出厂时都作了金相检测并记录在案备查。对叶轮在主轴上的固定也作了改进。该厂商还从本±专派工程师等到现场安装、指导。这也反映了对方实事求是的严谨科学态度。至换新机及配件之前，1典6年3月27日，维修人员又发现起叶片脱落事件第六组第台。两叶片齐根巧裂，流线形的整流被扭绞成团。该次断裂呈对称性，偏也《动不甚明显，电机的保护装且也未动作，很难被发现。脱落的叶片也不知飞到哪里去了，后来也直没有找着。甚至在更换新化及配件时，在拆下来的叶轮中，安装人员还发现有个叶轮上的两个叶片上有裂口，裂开的长度已达叶体的1/2，尚未脱落。至此，有问理的风机就有4台了，占总数12台的1作。所幸的是，尚未发生车毁人伤的事故。然问题很严重，但是，制造商《其良好的售后服务作出了补偿，体现了其城、信的态度。1典7年3月新机及配件到货后，由厂商派来的工程师进行了安装，风机运行至今，再未发生类似事故。

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