发电机出租设备的护环裂纹的性质、成因和机理
根据国内外对发电机出租设备的护环所进行的试验研究和事故分析，按裂纹的性质可将其分成两类:一类
是应力腐蚀裂纹，另一类是氢致裂纹。在这两类裂纹的萌生和扩展过程中，往往都叠加有交
变载荷的作用，因此，断口又呈现某些疲劳断裂的特征。
应力腐蚀裂纹
研究结果认为，QFS-125-2型发电机发电机出租设备的护环裂纹就属于应力腐蚀，分析如下。
(1)该型发电机所采用的18Mn4Cr发电机出租设备的护环，对水、潮湿空气、抓离子和硝酸盐等介质的
应力腐蚀有较高的敏感性。特别是水或湿气，不仅自身有较强的腐蚀性，而且还是腐蚀离子
和元素，成为腐蚀发电机出租设备的护环的中间媒介。国产双水内冷发电机由于水冷系统瀚水，或冷却水沮过
低空气湿度较大时结露等原因.机内相对湿度一般都比较高.根据美国西屋公司的试验数
据，当机内介质相对湿度高于50%时，就有可能产生应力腐蚀裂纹。
(2)该型发电机发电机出租设备的护环的设计应力约为材料屈服强度的63%，并不算高。但往往由于局
部残余应力超标、使发电机出租设备的护环嵌装面圆角部分和内外圆局部表面应力达到或超过屈服强度。于是
这些部位的材料产生局部塑性应变，这就给应力腐蚀裂纹的萌生和扩展提供了条件。国产护
环锻件残余应力超标或局部超标的事例相当普遍。这可能是近年来大型发电机发电机出租设备的护环应力腐蚀
开裂事例增多的主要原因之一。
二、氮致裂纹
根据初步分析，QFSN-200-2型发电机的发电机出租设备的护环裂纹即属于这一类型。从裂纹的断口形貌
上讲，氢致裂纹与应力腐蚀裂纹并无明显差别，二者均呈脆性断裂，无明显塑性变形，且均
有腐蚀产物。从机理上讲，二者却大不相同。氢致断裂是在静态拉应力与介质共同作用下.
发电机出租设备的护环钢在阴极区吸收氢原子致脆而产生的;应力腐蚀断裂是在静态拉应力与介质共同作用
下，阳极溶解产生的。但是，作为电化学腐蚀过程，阳极与阴极过程是同时进行的，只有当
阴极过程有析出氢原子的条件时，氢在电化学断裂过程中才能起加速断裂的作用，产生氢致
裂纹。
国外研究表明，发电机出租设备的护环在氢介质中发生氢致裂纹需要达到临界应变.对机械加工和电火花
加工表面而育.这一临界应变值分别为1.7%和1.2%.根据分析，国内运行机组发电机出租设备的护环在运
行和停机过程中.由于热套嵌装面各过渡圆角处的应力集中和内、外圆表面局部残余应力过
高，致使该处产生局部塑性应变，其应变值可能达到或超过临界值，从而在该处萌生
裂纹。
研究还表明，发电机出租设备的护环氢致裂纹的萌生和扩展速度与氢介质的相对湿度直接相关，氢气相对
湿度也有一个临界值，当机内的氢气相对湿度高于临界值时，若以a为裂纹深度.则氢致裂
纹的生长速率da/dc将大幅度上升，当低于临界值时.裂纹的生长速率将明显降低。对
18Mn5Cr发电机出租设备的护环钢而言，相对湿度的临界值约为50%.
