大型铝合金风机叶片断裂原因

左玉婷, 杜风贞, 张丽民, 夏 雯, 刘淑凤

(1.国合通用测试评价认证股份公司，北京 100088；2.国标(北京)检验认证有限公司，北京 100088)

地铁风机为地铁站的重要通风设备。某地铁隧道轴流风机叶片在工作中发生了多起断裂事故，导致风机函道内非驱动端一侧锥形环发生脱焊并被扯断，机壳多处破损，轴流风机地脚减振垫发生移动，软连接处破损撕裂；该风机周围的设备也受到了不同程度的撞击，事故现场破坏严重，如图1所示。该风机主要负责列车运行前的隧道送风工作，兼顾隧道排烟。该风机服役6 a发生了断裂，正常情况下地铁风机可使用10 a以上[1-6]，该风机属于早期失效。

图1 风机叶片断裂事故现场

该风机叶片材料为高强度低压铸铝合金(ZL114A)。为避免此类事故再次发生，作者对风机叶片的碎片进行拼接，观察并统计了叶片的表面伤痕，同时对碎片进行了宏观分析、微观分析、能谱分析、化学成分分析、力学性能测试、组织结构分析，以找到叶片的断裂原因。

1 理化检验

1.1 宏观形貌

通过断口痕迹和形状比对将所有风机叶片碎片拼接成较完整的原始叶片，编号为1～14。通过比对每个叶片根部的原始生产批号刻痕，还原叶片在风机中的位置次序，如图2所示。分别观察并统计每个叶片碎片的数量、完整度，碎片表面及侧面的冲击、擦伤、划伤痕迹以及叶片断口特点、缺陷。结果发现：9号叶片的碎片数量最多，为16片，其次是3，10，4，8号叶片；同时发现4～7号叶片碎片的断口均存在夹渣缺陷，其中，5号叶片碎片存在多处夹渣，总面积为5.25 cm2。……