一、转子卡滞/卡死故障
1.?故障机理分析
（1）颗粒物卡塞（FOD,ForeignObjectDamage）
介质中硬质颗粒（如金属屑、结晶物）侵入转子间隙，导致摩擦阻力骤增。当颗粒尺寸大于动态间隙时，引发静摩擦锁死（Stiction）。
案例：硝酸流量计中硝化物结晶（粒径50μm）导致转子卡死。
（2）结构动力学失效
导杆-缓冲垫圈系统刚度不足，在高压脉冲工况下（如ΔP2MPa）发生微变形，转子与腔体间形成局部黏附（Adhesion）。
定量分析：橡胶垫圈压缩量超过30%时，回弹力非线性衰减，黏附力可达转子重量的5~10倍。
（3）安装误差诱导的静不平衡
安装倾角2°时，导向杆与止动环产生偏心载荷（EccentricLoad），接触面接触应力分布不均（ANSYS仿真显示最大应力集中系数Kt=3.2）。
2.?解决方案
（1）在线清洗技术
采用两相流反冲洗系统（气液混合比3:1），在不停机条件下清除粒径100μm的颗粒物，清洗效率85%。
（2）导杆系统优化
将单弹簧限位改为双级碟簧组（刚度系数k1=1200N/mm，k2=3500N/mm），实现高压工况下的渐进式缓冲。有限元分析（FEA）显示最大接触应力降低42%。
（3）激光对中校准
使用激光对中仪（精度±0.01mm/m）校正安装偏差，确保转子轴线与管道轴线同轴度≤0.05mm。
二、转子振动异常（临界转速相关故障）
1.?故障机理与诊断
（1）油膜失稳（OilWhip/OilWhirl）
油膜涡动（Whirl）：轴颈在轴承中形成偏心旋转，引发半频振动（频率≈0.45×转速频率）。
油膜振荡（Whip）：转速超过一阶临界转速的2倍时，振动幅值突变（BentlyNevada监测数据显示振幅突增300%）。
（2）热致弯曲（ThermalBow）
冷却水堵塞导致转子径向温差ΔT80℃时，产生热应力弯曲量δ=α·ΔT·L2/(8D)（α=11×10??/℃，L=转子长度，D=直径）。
案例：某660MW汽轮机因冷却水流量降低40%，转子弯曲量达0.12mm，引发工频振动超标（ISO7919-2规定报警阈值75μm）。
2.?抑制措施
（1）轴承-转子系统动力学优化
将椭圆瓦轴承改为可倾瓦轴承（5瓦块，预载荷系数0.3），提高稳定性阈值转速（实验验证临界转速提升18%）。
调整轴承间隙比ψ=0.15%~0.20%（ψ=间隙/轴颈直径），优化油膜刚度矩阵K=[kxxkxy;kyxkyy]。
（2）热管理强化
采用双回路冷却系统（主回路流量100m3/h，备用回路30m3/h），配合红外热像仪实时监测转子温度场，温差控制精度±5℃。
三、转子不平衡故障（ISO1940平衡等级）
1.?不平衡来源与量化
（1）质量偏心（UnbalanceMass）
制造误差导致质心偏移量eG·ω/(2π)（G为平衡等级，ω为角速度）。
案例：某压缩机转子（G2.5级，转速3000rpm）允许残余不平衡量U=9549·G·m/(N·rpm)=14.3g·mm/kg。
（2）运行中动态不平衡
结垢厚度t0.5mm时，附加离心力F=4π2·ρ·t·r3·ω2（ρ为垢层密度，r为转子半径）。
2.?校正技术
（1）高速动平衡（TrimBalancing）
在真空舱内进行超速试验（120%额定转速），采用影响系数法（InfluenceCoefficientMethod）校正，残余振动≤1.5mm/s（ISO10816-3标准）。
（2）在线自动平衡系统
安装液压配重环（响应时间3s），通过PID控制器实时调节配重相位角，平衡精度达G1.0级。
四、转子裂纹扩展与寿命预测
1.?裂纹萌生机理
（1）低周疲劳（LCF,LowCycleFatigue）
频繁启停（1000次/年）导致应力幅Δσ0.6σy（材料屈服强度），裂纹扩展速率da/dN=C(ΔK)m（Paris公式，C=1.2×10?1?，m=3.2）。
（2）应力腐蚀开裂（SCC）
在Cl?浓度50ppm的湿蒸汽环境中，裂纹尖端应力强度因子KIKISCC（门槛值）时发生穿晶断裂。
2.?检测与延寿技术
无损检测（NDT）
采用相控阵超声（PAUT）检测深度2mm的裂纹，灵敏度0.5mm；涡流检测（ECT）识别表面裂纹长度3mm。
寿命评估模型
基于断裂力学的剩余寿命预测：
Nf=∫(ainitial→acritical)[da/(C(ΔK)m)]
结合在线应变监测数据，预测误差15%。