炼油焦化装置高压离心水泵轴断裂失效分析.pdfVIP

第51卷第 3期 化 工 设 蔷 与 簧 道 1．51 NO 3 2014年 6月 PROCESSEQUIPMENTPIPING Jun．20l4 炼油焦化装置高压离心水泵轴断裂失效分析 徐连根 (上海石油化工股份有限公司，上海 200540) 摘 要 某企业高压离心水泵发生断轴事故，对该高压水泵断轴进行材料化学成分、断 口宏观形貌、金相 组织以及断口腐蚀产物能谱等检验分析。结果表明，造成此次高压水泵断轴事故的主要原因是介质水中 含有硫和氯，并在水泵的出口处聚集浓缩，使泵轴产生腐蚀凹坑，从而引起裂纹萌生，最终导致疲劳裂 纹扩展，使泵轴发生断裂失效。 关键词 高压离心水泵；疲劳断裂；失效分析 中图分类号：TQ050．7；TH17 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2014)03—0050—003 某企业焦化装置 2007年 12月投入使用，该装 2 泵轴断口宏观形貌分析 置共有 2台高压离心水泵 (A和B)，一用一备。本 断裂泵轴实物见网 1，断裂部位位于泵轴台 次发生轴断裂的为 A泵，该泵投用至今运行时间累 阶处 。 计约2年。该泵轴的材料为 2Cr13，泵的额定工况见 表 1。 表1 泵额定工况 Table1Theratedconditionofpump … 质苏 … m(3．h-1) 常压 295 图1 断裂泵轴实物 Fig．1Fractureshaftobject 本次泵轴断裂的具体部位在离心泵出口段，靠 图2为泵轴断 口宏观形貌照片，整个断 口除最 近轴键槽的凸平台处。为了掌握此次A泵轴断裂失 终断裂区外较为平坦 。从图 f【l叮以看出裂纹起裂源 效原凶，进行现场取样分析，以防止今后类似事故再 存在多样性，即并不是只存在一个起裂源。断 口中 次发生。 间L义=域为裂纹扩展区。在起裂区町以明显观察剑裂 1 泵轴材料的化学成分分析 纹扩展前沿线标记，呈半椭 网状 贝壳条纹花样 。该 宏观断 口特征表示为脆性疲劳断口。产生疲劳裂纹 泵轴材料的化学成分分析结果见表2。测定结果 扩展原因总体 因素是由于泵轴运行时承受交变载荷 表明现场所用泵轴材料与设计要求一致，具体材料牌 所致。但引起疲劳裂纹萌生或加速疲劳寿命下降的 号为 2Cr13…。 因素是较为复杂的，有材料本身的凶素 (热处理等)， 表2 泵轴材料的化学成分分析 (100％) 有材料 内部缺陷 (夹杂、冶金缺陷)因素，有机械 Table2Chemicalcompositionanalysigofpumpshaft 加工因素，有腐蚀因素等。为了明确是何种原因导 materials 致了本次泵轴疲劳裂纹的萌生或加速扩展，需进…· 元素 C Si Mn S P Cr 测定值 O．