Ⅰ. Lõi: Tác động cơ học do chênh lệch động lượng (hư hỏng lưỡi dao trực quan nhất)
Trong điều kiện vận hành bình thường, chất lỏng làm việc của tuabin hơi là hơi khô quá nhiệt, có mật độ rất thấp (ví dụ, mật độ hơi chính của các thiết bị dưới tới hạn là khoảng 40 kg/m³). Sau khi được tăng tốc qua các vòi phun, nó tác động lên vòng cung làm việc của lưỡi dao với tốc độ gần bằng tốc độ quay của lưỡi dao, truyền động năng một cách trơn tru để thực hiện công.Khi nước lạnh/hơi lạnh xâm nhập vào, hư hỏng sẽ đảo ngược hoàn toàn:
1. Sự chênh lệch mật độ mang lại lực tác động gấp nghìn-gấp: Nước có mật độ 1000 kg/m³, gấp hơn 25 lần so với hơi nước quá nhiệt. Với cùng một thể tích, động lượng của nước gấp 25 lần động lượng của hơi nước. Khi các cánh quay tốc độ cao-(tốc độ đầu của các cánh ở giai đoạn cuối-có thể đạt tới 600 m/s) chạm vào các giọt nước hoặc khối lượng lớn, điều đó giống như một chiếc ô tô tốc độ cao{10}}đập vào một tảng đá, ngay lập tức tạo ra lực tác động vượt xa giới hạn thiết kế.
2. Tác động ngược làm tăng thiệt hại do rung động: Các giọt nước có quán tính lớn hơn nhiều so với hơi nước và không thể tăng tốc đến tốc độ hơi nước trong vòi phun nên chúng chạm vào mặt sau của lưỡi dao (vòng cung không hoạt động) ở tốc độ thấp hơn nhiều so với hơi nước, với hướng lực hoàn toàn ngược lại với điều kiện bình thường. Tác động xen kẽ này có thể gây ra sự rung lắc nghiêm trọng của lưỡi dao, dễ gây ra hiện tượng gãy mỏi ở gốc lưỡi, và lưỡi gãy có thể làm hỏng các giai đoạn tiếp theo của lưỡi.
Ⅱ. Sốc nhiệt và ứng suất nhiệt (Nguy hiểm tiềm ẩn, có thể dễ dàng gây ra vết nứt/biến dạng lưỡi dao)Các cánh tuabin, rôto và xi lanh thường ở trong điều kiện-nhiệt độ cao ổn định (nhiệt độ của các cánh xi lanh áp suất-cao là 400–560 độ ), với trường nhiệt độ kim loại bên trong đồng đều, dẫn đến ứng suất nhiệt ở mức tối thiểu.- Khi nước lạnh (20–100 độ ) hoặc hơi bão hòa ở nhiệt độ-thấp (như hơi nước khoảng 200 độ từ rò rỉ lò sưởi) xâm nhập, bề mặt kim loại nguội đi và co lại nhanh chóng trong vài giây, trong khi phần bên trong kim loại vẫn nóng, co lại chậm hơn nhiều so với bề mặt.
- Sự chênh lệch nhiệt độ lớn bên trong-với-bên ngoài này tạo ra ứng suất kéo (bề mặt bị căng, bên trong bị nén). Khi ứng suất kéo vượt quá giới hạn chảy của vật liệu cánh, các vết nứt vĩ mô sẽ trực tiếp xảy ra; những cú sốc nhiệt lặp đi lặp lại làm cho các vết nứt mở rộng nhanh chóng, cuối cùng gây ra hiện tượng gãy lưỡi.
- Đồng thời, độ giãn nở chênh lệch giữa rôto và xi lanh có thể đột ngột vượt quá giới hạn, gây ra ma sát giữa các bộ phận chuyển động và cố định, khiến lưỡi dao bị hư hỏng nặng hơn.
Ⅲ. Lực đẩy dọc trục tăng đột ngột (Hư hỏng do phản ứng dây chuyền, ổ trục lực đẩy bị cháy dẫn đến hỏng toàn bộ máy)Đây là nguyên tắc đằng sau búa nước thường bị bỏ qua nhất nhưng lại gây ra hậu quả tồi tệ nhất. Nó có thể gián tiếp gây ra thiệt hại thảm khốc cho các cánh quạt và toàn bộ rôto:1. Lực đẩy dọc trục thông thường được tạo ra bởi sự chênh lệch áp suất giữa các tầng hơi và được cân bằng bởi ổ đỡ lực đẩy.
2. Nước không nén được. Khi đi vào đường dẫn dòng chảy, nó sẽ chặn các đường dẫn hơi-giữa các tầng, ngăn hơi nước từ các tầng phía trước chảy ngược lại một cách trơn tru. Điều này làm cho chênh lệch áp suất giữa các giai đoạn tăng vọt lên 3-10 lần và lực đẩy dọc trục cũng tăng vọt theo đó.
3. Ổ đỡ lực đẩy không thể chịu được tình trạng quá tải và sẽ cháy hết trong vài giây, khiến rôto dịch chuyển dọc trục một cách mạnh mẽ (ngay cả chuyển động trên 1mm cũng có thể gây ra ma sát động và tĩnh nghiêm trọng). Sau đó, các cánh quạt va chạm mạnh với các màng chắn và xi lanh, dẫn đến toàn bộ các giai đoạn của cánh quạt bị gãy, rôto bị uốn cong và biến dạng xi lanh.
Ghi chú bổ sung- Hơi lạnh ≠ an toàn: Khi hơi bão hòa ở nhiệt độ-thấp đi vào tuabin, rất nhiều giọt nước hình thành do giãn nở và giảm áp suất, điều này cũng có thể gây ra hiện tượng búa nước. Nó thậm chí còn lén lút hơn cả nước lạnh (hơi nước có thể đi qua các van chính và điều khiển một cách dễ dàng nên khó bị phát hiện trước).
- Đặc điểm hư hỏng của lưỡi: Các lưỡi bị hư hỏng do búa nước thường có các vết nứt giòn với các vết gãy rõ ràng, thường có nhiều lưỡi bị hỏng liên tiếp. Các vết nứt do sốc nhiệt có xu hướng lan tỏa dọc theo lưỡi dao, với sự tập trung ứng suất ở phần chân là nơi dễ bị nứt nhất.
