汽轮机隔板裂纹缺陷（也称“喷嘴隔板裂纹”或“隔板环裂纹”）是汽轮机常见的结构性故障之一，尤其在低压级和末级靠近湿汽区时最易发生。下面我分层次给你详细说明其成因、分类、处理办法、修复工艺和防止再发生措施。

一、裂纹产生的主要原因

1. 热疲劳与热应力集中
   • 启停频繁导致温差应力循环；
   • 隔板内外温度梯度大，焊缝或过渡圆角处易产生疲劳裂纹。
2. 蒸汽冲蚀与湿汽腐蚀
   • 湿汽段长周期运行，腐蚀疲劳叠加；
   • 含水蒸汽在隔板前缘冲击形成微裂纹源。
3. 结构应力集中
   • 隔板焊缝未完全过渡、转角锐利、铸件缺陷；
   • 旧机组早期设计中局部筋板厚度突变大。
4. 振动与共振疲劳
   • 叶片或隔板共振频率接近转频或倍频；
   • 造成隔板环周期性高频应力。

二、裂纹位置与典型类型

三、缺陷检测与评定

1. 无损检测
   • PT：焊缝表面、圆角、通道边缘；
   • MT：铁基材料隔板；
   • UT：确认裂纹深度；
   • 磁记忆检测：快速定位应力集中区。
2. 裂纹评定
   • 深度 < 2 mm 且长度 < 30 mm → 可打磨修整；
   • 深度 2–5 mm 或沿焊缝延伸 → 可补焊修复；
   • 穿透或沿环壁延伸 → 一般需更换部件或局部割补。

四、处理办法

（1）轻微裂纹（表面型）

• 处理方式：机械去除 + PT复检
  • 用砂轮或铣刀去除裂纹区（深度 ≥ 裂纹深度1.5倍）；
  • 打磨成光滑过渡圆角，表面粗糙度 Ra ≤ 3.2 μm；
  • 复测PT确认无裂纹；
  • 涂防锈或防蚀漆；
  • 若为湿汽区可加喷丸强化。

（2）中度裂纹（浅表至中深焊缝裂纹）

• 处理方式：局部补焊修复
  • 清除裂纹区（打磨坡口：V型或U型，坡口角 60°左右）；
  • 预热至 150–200 ℃；
  • 采用与母材匹配的焊材（如隔板为 12CrMoV → 选用TIG焊丝ER12CrMoV）；
  • 多层堆焊，每层厚度 ≤ 3 mm；
  • 焊后保温 200 ℃缓冷，必要时做应力消除热处理（550–600 ℃ × 2h）；
  • 机加工恢复型面并打磨光滑；
  • PT/UT复验合格后方可使用。

（3）严重裂纹（贯穿、长裂纹、热疲劳区多裂）

• 处理方式：割补或更换
  • 若裂纹穿透环壁或延伸至法兰、密封面，必须割除；
  • 采用等材质隔板段或补强环焊补；
  • 焊后进行全环热处理；
  • 对低压大尺寸隔板（焊接结构）可采用局部换板工艺；
  • 若为铸造整体隔板且裂纹多 → 判废更换。

五、焊接修复注意事项

1. 焊前彻底清除油污、氧化皮；
2. 严禁在裂纹末端直接起弧，需钻止裂孔（φ3–5 mm）；
3. 层间温度控制在 150–250 ℃之间，防止热裂；
4. 每层焊后锤击或针击消除应力；
5. 修复完成后做全环PT/UT确认。

六、修后验证

• 外观检查：焊缝表面平整、无气孔咬边；
• PT/UT检测：无裂纹、无未熔合；
• 几何复测：通流面偏差 ≤ 0.3 mm；
• 硬度测试：焊缝区 ≤ 母材硬度 +30HB；
• 装配检验：内外环圆度偏差 ≤ 0.2 mm，通流间隙一致。

七、防止再发生的措施

1. 改进结构设计
   • 优化焊缝圆角，避免应力集中；
   • 改进筋板厚度过渡；
   • 对易裂区域增加导流孔或应力释放槽。
2. 改善运行与启停管理
   • 减少冷启停频次；
   • 控制升温、降温速率（≤50 ℃/h）；
   • 避免高温差急停机。
3. 材料与工艺改进
   • 使用CrMoV类高强低合金钢或不锈钢；
   • 采用喷丸强化或表面喷涂抗裂涂层。
4. 定期检测
   • 每次大修必须100%做PT或MT；
   • 对裂纹历史区域每隔一次小修重复检测。

八、典型判定参考