循环水泵叶片断裂的原因分析与处理玩具电机
文章来源：德展五金网 | 2022-08-05
循环水泵叶片断裂的原因分析与处理
循环水泵叶片断裂的原因分析与处理 2011年12月02日 来源： 中山横门发电厂地处广东省珠江出海口岸的中山市横门水道，由4台循环水泵担负2台125MW汽轮发电机组冷却用水及化学制水，同时还提供整个电厂的消防、生活、绿化、环保等方面的需要。该厂循环水泵为1200HLCB3.2—16.5型立式混流泵，设计参数为H=16.5m，Q=11520m3/h，n=485r/min，配套电机功率N=710kW。1997年5月1号机A，B循环水泵正式投运，同年底2号机A，B循环水泵也相继投运。 1叶片断裂情况 2004-10-06，1号机A循环水泵在运行中出现叶轮叶片断裂，到11月25日止，在短短的49天内4台循环水泵相继出现断叶片事故。 1号机A循环水泵故障后进行了初步分析。该泵工作介质为海水、江河水，每年冬季至来年的春季为海水倒灌期，期间江河水氯离子的质量分数高达(2～10)×10-3，2003—2004年情况更为严重。该泵叶轮轮毂设计材料为2Gr13，叶轮叶片材料为1Gr18Ni9Ti，叶轮叶片长度为270mm，宽度为 350mm，叶片端面厚度为20mm，根基厚度为 20mm，根部焊接宽度为180mm，共7个叶片组成叶轮组。运行中发现该泵电机上导轴承振动突然增大而紧急停泵，经解体检查，发现该泵叶轮叶片断裂一片，断口在叶片根部，呈亮白色，有金属的光泽，断面上带有明显的“人”字型纹路，属脆性断裂。除断的1片外，其余6片中的5片根部都有明显的深浅程度不一的断裂源。对7片叶片受力面进行显微组织分析，除1片外，其余6片均有纵横交错的龟裂纹。由上所述，判断造成循环水泵叶片断裂的原因，是典型的奥氏体不锈钢受晶间腐蚀、焊缝热裂纹及电化学等综合影响的结果。 2断裂原因分析 2.1合金元素贫乏化 由于铬镍奥氏体不锈钢在加热过程中晶界容易析出碳化物第2相，造成晶界某成分的贫乏化，如：1Gr18Ni9Ti不锈钢因晶界析出沉淀相Gr23C6，使晶界附近留下贫铬区。由于该类钢加热和冷却不发生α-γ相变，不能淬火强化，强度、硬度低，当在450～850℃温度内保温或缓慢冷却，然后在一定腐蚀介质中暴露一定时间，就会产生晶间腐蚀，在650～750℃范围内加热一定时间，这类钢的晶间腐蚀更为敏感，普遍认为在上述温度范围内，将沿奥氏体晶界析出Gr23C6，从而使奥氏体晶界附近区域的含铬量低于11.7%。然而，贫铬区宽度很窄，如：18～8奥氏体不锈钢在650℃敏化处理2h，贫铬区总宽度为150～200nm，其中贫铬严重区宽度不到50nm，导致沿奥氏体晶界附近产生腐蚀，所以不锈钢的机体中铬的质量分数不得低于11.7%。该厂循环水泵叶片材质为奥氏体1Gr18Ni9Ti 不锈钢，在叶片的制造、加工固溶处理时，如果该叶片在450～850℃区间内停留一定的时间后，将促进[Fe,Gr]C在晶界析出，其中的铬主要来自晶粒表层，而内部的铬来不及补充，使晶界的晶粒表层的含铬量下降，形成贫铬区。而贫铬区的含铬量远低于钝化所需的极限值，其电势比晶粒内部的电势低，更低于碳化物的电势。贫铬区和碳化物是紧密相连的，遇到一定的腐蚀介质，就会发生短路电池效应。该厂循环水泵叶轮在氯离子含量很高的江水中长期运行，这种情况下，碳化铬和晶粒呈阴极，使呈阳极的贫铬区被迅速侵蚀，引起力学性能下降，在受力时沿晶界断裂。