离心泵用2Cr13泵轴断裂原因分析
电站锅炉给水泵前置泵轴断裂原因分析
电站锅炉给水泵前置泵轴断裂原因分析摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的智能化建设的发展也突飞猛进。
汽机给水泵作为火电厂发电机组的重要辅机，对保障机组的安全经济运行至关重要。
给水泵轴突然断裂是一种少见的严重设备故障，本文通过对某电厂断轴样品的试验检测，对汽机给水泵主轴断裂原因进行了全面分析，并提出了相关预防措施和建议。
关键词：电站锅炉；给水泵前置泵轴；断裂原因分析引言某电厂机组给水泵启动过程中发生给水泵前置泵轴断裂失效故障，对断口表面进行宏观检测、金相检测、化学成分分析、力学性能及显微组织检测。
结果表明：泵轴材料在生产加工过程中热处理不当，泵轴推力盘轴头锁母螺纹根部存在较大的应力集中；给水泵前置泵启停及运行过程中负荷变化频率较大，使得螺纹根部承受较大载荷，3种因素共同作用造成泵轴推力盘轴头锁母螺纹根部萌生裂纹并逐渐扩展，以致整体断裂失效。
1给水泵概况及出现的问题某电厂给水泵型号为FK5D32（DG600-240Ⅱ），前置泵型号为FA1D56A。
前置泵轴直径为30mm，材质为2Cr13。
该厂机组小修后启动给水泵，启动过程中给水泵前置泵轴自由端轴封有漏水现象，随后对给水泵前置泵进行轴封解体处理，发现该给水泵前置泵轴推力盘轴头锁母的螺纹根部断裂。
2给水泵前置泵轴断裂试验分析2.1宏观形貌分析对断裂的给水泵前置泵轴进行宏观形貌观察，发现给水泵前置泵轴断裂位置位于轴体推力盘轴头锁母螺纹根部的应力集中区，断口表面整体较为平整，未见明显的塑性变形；断口处未观察到明显的腐蚀产物及腐蚀痕迹，也未见明显的机械损伤；断口上初始断裂区、裂纹扩展区等特征区域清晰可辨。
2.2断口微区检测与分析利用扫描电子显微镜（SEM）对给水泵前置泵轴断口各区域进行检测，断口初始裂纹在轴头锁母的螺纹根部萌生，并以沿晶断裂为主，晶粒尺寸较大；裂纹扩展区的断裂形貌具有河流花样，根据河流流淌方向可以推测裂纹扩展方向，即裂纹扩展区的断流形貌具有解理断裂+沿晶断裂特征。
离心泵轴总是断裂的原因
离心泵轴总是断裂的原因如果泵轴断裂，大多数泵所有者会立即从制造商找原因。
然而，在大多数情况下，这不是制造商的错。
本文探讨了该问题和潜在原因。
可靠的泵制造商根据正常启动和运行因素设计离心泵轴，但有些泵制造商在异常条件下的安全余量更高。
轴断裂的主要原因通常可以追溯到操作和系统原因。
疲劳失效（也称为旋转反向弯曲疲劳引起的失效）是泵轴断裂/失效的最常见原因。
一，泵轴设计对轴断裂的影响泵轴的目的是将旋转运动和功率（扭矩）从驱动设备传递到叶轮。
•泵轴设计将扭矩作为主要参数，扭矩是最重要的设计元素（速度和功率是扭矩的积分因素）。
•泵轴设计还涉及温度、腐蚀、冶金、轴承位置、轴承尺寸、悬臂部件、预期的轴向和径向力、键槽、圆角半径、轴肩、直径变化比以及其他部件。
•此外，叶轮和联轴器等主要轴部件的轴向放置位置以及由此产生的转子动力学（如临界速度）是泵轴可靠性的主要因素。
•所有好的初始泵轴设计还都包括弯矩图和模态分析。
许多离心泵用户在泵轴断裂时，会错误地责怪泵轴材料选择，认为他们需要更坚固的轴。
但选择这种“更强”的道路往往治标不治本。
轴故障问题可能不那么频繁地发生，但根本原因仍然存在。
小部分泵轴会因冶金和制造工艺问题而失效，例如：基础材料未检测到的孔隙率、退火不当和/或其他工艺处理。
有些故障是由于加工不当造成的，例如尺寸不正确、刀具阻力、半径尖锐、研磨和抛光不当。
更小的部件由于设计余量不足而失效，无法承受扭矩、疲劳和腐蚀。
另一个归咎于制造商或用户的因素是悬臂泵中的悬臂量，简称为轴的L-D 比（表示为L3/D4，其中L是从叶轮中心线到径向轴承中心的轴向距离，D是泵轴的直径）。
它表示当泵在远离最佳效率点BEP运行时，泵轴会因径向液压力而偏转（弯曲）的程度。
图1：泵轴被不正确地加载，导致旋转弯曲故障请注意图1：泵轴外围的多个（最少15个）断裂原点。
靠近泵轴中间的较暗区域是瞬时快速断裂区。
二，治标不治本的解决方案查看最常用的泵轴材料，可以发现硬度、强度和耐腐蚀性的差异。
离心泵泵轴发生断裂失效的原因分析
离心泵泵轴发生断裂失效的原因分析作者：金雪红刘航泊戴贵荣来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第08期摘要：轴在泵中的主要作用是将电动机的转矩传递给叶轮，它是传递机械能的主要部件，轴断裂会使泵的主要部件受到很大的伤害。
关键词：离心泵；泵轴；断裂失效1 泵轴材料分析1.1 成分分析采用只读光谱仪ARL3460进行标样分析：断轴本体的化学成分如表1所示。
由表1的结果可知，轴的材质符合GB/T1220。
1.2 力学性能分析在泵轴上取一段长度为150mm的试料，按GB/T2975-2009加工成试棒，利用液压式万能材料试验机SHT4605按照GB/T228-2009对其进行力学性能实验，测试结果见表2。
由表2和表3的数据对比可知此断裂泵轴主要力学性能均达到GB/T1220-2007所规定的标准值。
2 轴受力分析由于泵运转过程中泵轴螺母段受轴向力、扭转应力、预紧力等多种形式力，因此需要对轴的强度进行校核。
因为轴是从叶轮螺母处断裂，因此可以把这一段定位危险断面，此处主要承受叶轮轴向力及叶轮螺母预紧力。
2.1 压应力根据实际参数：流量Q=170m3/h，揚程H=110m，转速n=1450r/min，入口压力p=0.6MPa，介质（黑水）密度ρ=980kg/m3，功率P=132kW，最小轴径d=27mm，螺纹孔内径d1=12mm，可得：轴向力A=19401N（计算公式引用《现代泵技术手册》。
由于叶轮螺母处由于装配、水力等原因，实际受力情况比较复杂，还有一些力无法量化计算，此处安全系数还比较小。
3 断面分析①断裂处为轴头螺纹根部退刀槽处，螺纹为M30，退刀槽段最小直径Φ27，为圆弧过渡，过渡区有一钝刀痕迹，根据经验此处易产生应力集中；②断口出现不规则形状且绕中心成扭曲形态，说明其产生了塑性变形，而非脆性断裂；③观察轴断面可以看到断裂处有明显颈缩现象，表面有介质腐蚀或者高温留下的一层氧化膜，断口中心已经开裂。
泵轴断裂分析报告
泵轴断裂分析报告1. 引言泵是工业生产中常用的机械设备，用于输送液体或气体。
然而，由于各种原因，泵轴断裂问题经常出现，给生产带来了困扰。
本报告旨在对泵轴断裂问题进行分析，找出可能的原因，并提出相应的解决方案。
2. 泵轴断裂原因分析2.1 材料问题泵轴在运转过程中承受着巨大的载荷和压力，若材料强度不够，就容易发生断裂。
可能的材料问题包括材料质量不过关、材料硬度不符合要求等。
2.2 过载问题泵在使用过程中可能会因为长时间超负荷工作导致轴的断裂。
过载问题可能源自设计不合理、操作不当等因素。
2.3 不良制造工艺泵轴制造工艺不良也可能导致断裂问题。
例如，制造过程中可能存在热处理不当、表面处理不完善等问题。
2.4 润滑不良泵轴的润滑问题也是断裂的原因之一。
如果润滑不足或使用不当的润滑剂，会导致泵轴在运作时产生过多的摩擦和磨损，最终导致断裂。
2.5 其他因素除了上述原因外，泵轴断裂还可能与设计不合理、安装不当、维护不及时等因素有关。
具体原因需要深入分析。
3. 解决方案针对泵轴断裂问题，提出以下解决方案：3.1 改进材料质量在泵轴的制造过程中，选用高强度、高硬度的材料，确保材料质量过关。
可以引入新型材料或改进现有材料的制造工艺，以提高材料的强度和耐磨性。
3.2 优化设计通过改进泵轴的设计，提高其承载能力和抗压能力。
可以在设计上增加轴的直径或优化轴的形状，从而提高泵轴的强度和抗断裂能力。
3.3 加强润滑合理选用润滑剂，并加强对泵轴的定期润滑和维护。
确保泵轴运作时摩擦和磨损的最小化，减少断裂风险。
3.4 定期检查和维护建立定期检查和维护机制，对泵轴进行全面检查和保养。
及时发现泵轴出现的问题，并采取相应的维修措施，以减少断裂的可能性。
3.5 增加安全因素在泵轴的设计和使用过程中，增加安全因素是重要的。
可以在设计中考虑疲劳寿命，并设置适当的预警装置，及时提醒操作人员进行维护和更换。
4. 结论通过对泵轴断裂问题的分析，我们可以得出以下结论：1.泵轴断裂问题可能源自材料问题、过载问题、制造工艺问题、润滑问题等多个因素的综合作用。
离心泵泵轴断裂分析
离心泵泵轴断裂分析摘要本文主要介绍某钢铁公司循环水泵在生产中出现断轴的问题，尤其是对轧钢厂某条生产线低压浊环水泵在运行中突发泵轴断裂的现象，通过对下线转子进行解体检查及研究泵组运行模式和水泵启停与阀门开关的操作顺序进行原因分析，并有针对性的提出防范及优化措施。
关键词紧密联接、剪应力、断轴前言此轧钢厂生产线主要以生产工业优特钢为主，配套循环水系统主要用于冷却轧辊、油箱、热交换器及高压水除磷等，循环水泵是整个水循环系统的核心动力输出设备，也是水系统生产工艺调节各液位实现动态平衡的重要组成部分，目前循环泵房配备了15台S型单级双吸离心泵，循环水系统的平稳运行与主线设备能否保持安全稳定生产有着密切的关系，而其中的循环水泵更是起到了至关重要的作用。
1 设备运行概况随着此轧线2013年投产，同时配套循环水系统中的S型单级双吸泵开始投用，前两年运行很稳定，故障率较低，完全可以满足生产的需要。
自2016年起开始出现较为频繁的断轴情况，极端情况时新上线转子使用时间少于300小时，水泵转子年下线台数增至多台，超出了设备标准更新频率，同时对生产的稳定运行造成了一定的隐患，因此深度剖析原因，尽快解决断轴问题势在必行。
2 S型泵结构组成、特点及工作原理2.1结构组成S型泵全称为单级双吸水平中开式离心泵，主要由泵体、泵盖、轴、叶轮、密封环、轴套、轴承部件和填料函组成。
轴的材质为优质碳素结构钢，其它零部件的材质基本上采用铸铁。
2.2结构特点（1）结构紧凑，外形美观，稳定性好，便于安装。
（2）运行平稳，优化设计的双吸叶轮使轴向力减小到最低限度，且有优异水力性能的叶型，并经精密铸造，泵壳内表面及叶轮表面极其光滑具有显著的抗汽蚀性能和高效率。
2.3工作原理水泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，使内部形成真空状态，然后启动电动机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水发生离心运动，被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的输出管路，实现液体的持续输出。
泵断轴的10个常见因素
泵断轴的10个常见因素很多泵用户错误地责备轴断裂时轴材料的选择，认为他们需要更坚固的轴。
但选择这条“越强越好”的道路往往是治标不治本。
轴故障问题可能发生的频率较低，但根本原因依旧存在。
一小部分泵轴会因冶金和制造工艺问题而失效，如基体材料中未检测到孔隙，退火和/或其他工艺处理不当。
一些故障是由于轴加工不当，更小的部分由于设计裕度不足以承受扭矩、疲乏和腐蚀而失效。
对于制造商或者用户来说，另外一个因素是悬臂式泵中的轴挠性系ISF=L3/D4它表示泵在偏离设计点（最佳效率点或BEP）的情况下，轴由于径向力而会偏转（弯曲）多少。
其中，D等于机械密封轴套处的轴径（mm），L为叶轮出口中心线与径向轴承之间的跨距（mm）。
图悬臂泵转子1.阔别BEP工作：偏离泵BEP的允许区域运行可能是导致轴故障的最常见原因。
阔别BEP工作会产生不平衡的径向力。
轴由于径向力而产生的挠度会产生弯曲力，每转两次。
例如，以3550rpm旋转的轴将弯曲7100次/分钟。
这种弯曲动态会产生轴拉伸弯曲疲乏。
假如挠度的振幅（应变）充足低，大多数轴都能应对多个循环。
2.轴弯曲：轴弯曲问题遵从与上述轴偏转相同的逻辑。
从具有高标准/规格的轴直线度的制造商处购买泵和备用轴。
尽职调查是审慎的。
泵轴的大多数公差在0.0254mm至0.0508mm范围内，测量值为总指示器读数（TIR）。
3.叶轮或转子不平衡：叶轮假如不平衡，泵在运行时会产生“轴窜动”。
其影响与轴弯曲和/或偏斜的结果相同，即使停止泵并检查泵轴时，泵轴仍会笔直。
可以说，叶轮的平衡对于低速泵和高速泵同样紧要。
给定时间范围内的弯曲循环次数削减，但位移的振幅（应变）（由于不平衡）保持在与较高速度系数相同的范围内。
4.流体特性：通常，与流体特性有关的问题涉及设计用于一种（较低）粘度但承受较高粘度的流体的泵。
一个例子可能很简单，选择和设计的泵可用于在95F下泵送4号燃油，然后再用于在35F下泵送燃油（相差约235厘泊）。
2Cr13材质的洗衣机轴套断裂原因分析及防止措施
Ｆ ｇ １ ｈ ｏ ａｉ ｎｏ ａ ｆ ｃ ｕ ｉ ｇｏ ｈ ｘ ｅｓｅ ｖ ｉ ． Ｔ ｅｌ ｃ ｔ ｆ ｍ ａ ｔ ｒｎ ｎ ｔ ｅａ ｌ ｌｅ ｅ ｏ ｃ ｒ
好 的轴 套 编 为 ｌ试 样 ， 裂 的编 为 ２ 试 样 （ ＃ 断 ＃ 见
关键 词 ： 衣 机 波 轮 上 轴 套 ；Ｃ １ ； 相 组 织 洗 ２ ｒ３金
中 图 分 类 号 ：Ｇ１２１ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：６ ４ ０７ （０ １０ — ２ － ４ Ｔ ４． Ｂ １ ７ — ９ １２ １ ）３ ０ １ ０
Ａ ｎａ ｙ ｉ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｓ ｆ ｒ Ｆｒ ｃ ｕｒ ｎｇ ０ ｘ ｅ Ｓｌ ｅ ｅ ０ ｌ ｓ ｓ０ ａ
（ 攀钢集 团江油长城特殊钢有限公 司 四川江 油 ６ １０ １ ２７ １
摘 要 ： 过 对 质 量 良好 的 和 断 裂 的 洗 衣 机 轴 套 的化 学 成 分 、 杂 、 相 组 织 对 比检 验 分 析 ， 出 了洗 衣机 渡轮 轴 通 夹 金 找 套 断 裂 原 因 ， 据 分 析 的 结 果 ， 订 了防 止 轴套 断 裂 的措 施 。 根 制
火， 机加 Ｔ 为成 品 。
２２ 轴 套 的调 质 工艺 －
淬 火 炉 是 一连 续 炉 ， ３ 测 温点 。用 户 现 场 有 个 的 当时生 产 情 况是 ： 第一 、 测 温点 温 度 为 ９ ０ ， 二 ２ 第 ｉ 测 温 点 ８０ ， 套 从 进 炉 到 出炉 １ ， 套 出 ５ 轴 ｈ轴
收件 日期 ：０ — ６ ２ ２ １ ０－ １ １
１ 、蹴 样化学成分结果见下表 １ ＃２ 。
１ 质 量 问题 现 状
２ ｒ３圆钢 在 加 工 轴 套 的过 程 中 ， 套 凸 轮处 Ｃ１ 轴 断 裂 ， 为严 重 的是 ： 公 司 在 洗 衣 机加 载试 验 的 更 某 过程 中轴 套 凸轮处 断 裂 ２ 多件 ， 陷零件 见下 图 １ ０ 缺 。
2Cr13纵裂拉漏事故
目录摘要 (1)关键词 (1)一、前言 (1)二、2Cr13的钢种特性 (1)三、2Crl3铸坯表面纵裂的影响因素 (2)1、结晶器液面波动 (2)2、过热度 (2)3、中间包挡墙 (3)4、冷却制度 (3)5、保护渣性能 (3)6、浸入式水口对中 (4)四、本厂在生产中遇到的纵裂拉漏 (4)五、预防控制措施 (4)1、控制纵裂的产生 (5)2、控制裂纹的扩大 (6)六、结论 (6)参考文献 (7)2Cr13纵裂拉漏原因剖析及预防措施【摘要】本文从钢种特性角度出发，结合本厂2Cr13纵裂拉漏事故，分析了影响2Cr13马氏体钢表面纵裂的因素以及拉漏事故原因，并提出了防止纵裂拉漏的有效措施。
【关键词】钢种特性纵裂拉漏措施一、前言2Crl3是马氏体不锈钢中用量较大的牌号，用途范围较广，除做叶片外，还可用于泵轴、轴套、叶轮、紧固件等承受较高应力的零部件。
但2Crl3钢在生产过程中铸坯表面极易形成纵裂，造成纵裂拉漏事故，不但浪费了钢水，损坏了连铸设备，严重影响连铸机生产效率和铸坯质量。
本文以攀长特公司炼钢厂一车间在生产规格为150*150的2Cr13钢种连铸方坯时发生的纵裂拉漏事故为例，分析了2Cr13纵裂拉漏的原因，并提出降低纵裂拉漏的预防措施。
二、2Crl3的钢种特性2Cr13属于马氏体不锈钢，其在凝固过程伴随着复杂的相变和较大的体积收缩。
严重影响表面质量。
2Cr13除因温度降低而发生均匀性收缩外，在凝固区间还要发生δ+L →γ的包晶反应，在δ→γ相交时还要发生追加的3.8%相变收缩，随着δ+L →γ转变量的增加，相应的收缩率也随之增大，弯月面和坯壳表面将受到较大的拉应力，而2Cr13高温强度仅为0.25㎏∕c㎡,在结晶器前沿的钢水进入包晶反应区后生成δ相又产生了显著收缩，使得初生坯壳厚度不均匀，作用于坯壳的拉应力超过钢的允许强度，在坯壳薄弱处产生微裂纹，出结晶器后微裂纹进一步扩展，以致最后在铸坯表面形成特有的深达10-15mm的纵裂，严重时造成拉漏事故。
双吸离心泵叶轮破裂原因分析及改进措施
第6期图1 孔洞 图2 断裂双吸离心泵叶轮破裂原因分析及改进措施刘福春（沧州大化聚海分公司， 河北 沧州 061000）[摘 要] 对双吸离心泵叶轮损坏情况进行了分析，结合管路特点、操作特点，判断叶轮叶片损坏原因主要为气蚀所致。
分析转子结构特点，叶轮裂纹主要原因是结冰冻胀导致致。
为此针对损坏原因，提出了改进措施。
[关键词] 双吸离心泵；叶轮；断裂；管路；气蚀作者简介：刘福春（1973—），男，河北沧州人，本科学历，中级工程师，主要从事化工装置设备管理与维修工作。
某工业循环水装置，有三台循环水泵，正常工作时二开一备。
设备运行5个月后，检查发现二台主运行泵的叶轮叶片出现孔洞、断裂损坏，三台泵叶轮轮毂处均出现贯通裂纹，叶轮整体全部报废。
1 水泵参数流量：6500 m 3/h ；扬程：52 m ；必需汽蚀余量：5.2 m ；转速：740 rpm ；功率：1250 kw ； 工艺介质：循环水；密封型式：填料密封；主体材质：铸铁。
2 破裂情况2.1 孔洞。
叶片损坏较大孔洞2处，孔洞为不规则椭圆形或长条形，孔洞最宽处约80mm ，最长处约200mm 。
其它小孔洞周围，或尚未出现穿透凹坑周围，存在密集自中部向外渐疏有规律的蜂窝状麻坑。
孔洞、麻坑位置分布在吸入口叶片外侧，如图1。
2.2 断裂。
其中较大断裂叶片有3处，断裂形状呈三角型，最大边约200 mm 。
其中一侧每个叶片出现大小不等裂损。
断裂位置在吸入口叶片外侧，如图2。
2.3 裂纹。
在叶轮轮毂处沿轴向及径向全部贯通的裂纹，如图3。
图3 裂纹3 原因分析3.1 管路系统。
循环水泵为地上布置，入口管路直径为1200mm ，管道吸入口为与管道等径的90°弯头，距池底600 mm ，外壁距池壁950 mm 。
按要求水泵入口管道，吸入口距池底最短距离应为1倍管径，吸入口外壁距池壁应为1.5倍管径，且吸入口宜设1.25倍管径喇叭口。
显然吸入口距池底及池壁距离偏短，且未设喇叭口，这样的直接后果是在吸入口处产生空气吸入涡，造成气蚀，从而出现密集蜂窝状麻坑，严重处出现孔洞。
水泵轴疲劳断裂原因
水泵轴疲劳断裂原因
泵轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的重要机械零件，轴的突然断裂是一种少见的重要设备故障，严重影响着机组的安全行，水泵轴断的原因大多集中在诸如泵轴结构、各类夹杂物、表成硬脆镀层开裂等引起的疲劳断裂上。
水泵轴疲劳断裂原因：
1、断裂水泵轴存在网状铁素体、魏氏组织和沿晶界分布的屈氏体组织缺陷，使钢的强度和韧性不足，在驱动端密封槽应力集中区产生裂纹，在交变应力作用下，轴发生疲劳断裂。
2、水泵厂家在水泵选型中，未考虑到水泵入口压力、温度与补水除氧器运行的压力、温度参数不一致的情况。
造成水泵在运行时出现气蚀现象，加速了轴的断裂。
3、建议在水泵轴热处理后对轴端面进行里氏硬度测试，必要时进行现场显微组织检验，设备应严格按运行规程及设计参数运行，杜绝设备超温、超压运行；将中继水泵人口水温调整在104 ℃以下。
水泵轴疲劳断裂预防措施：
1、改进设计、改变材料和采取防护措施，针对于卧式不锈钢水泵的具体情况，改进设计或改变材料都是不太现实的，因此要预防不锈钢泵轴发生腐蚀疲劳，防止泵轴突然断裂，应该从控制腐蚀环境的形成及腐蚀缺陷的及时消除着手；
2、减少水泵填料密封的泄露，保证不锈钢水泵泵轴工作空间洁净干燥，减小潮湿空气的对泵轴的腐蚀作用；
3、认真执行水泵的计划检修，利用检修期间对泵轴进行磁粉探伤检测，及时消除泵轴早期形成的腐蚀缺陷，阻止初始疲劳裂纹的生成。
2Cr13螺栓断裂原因分析
2Cr13螺栓断裂原因分析2Cr13钢属于马氏体不锈钢，淬火后经高温回火处理，该钢具有良好的抗弱腐蚀介质能力和综合力学性能，因而被广泛应用于航空、航天以及船舶等各领域，其中也应用于航天紧固件产品。
开槽圆柱头螺栓，材料牌号为2Cr13，在成检前发现5件杆部存在轴向裂纹，此批螺栓共计366件，现对其中1件开裂螺栓进行原因分析。
该批零件由规格为φ20mm的2Cr13棒材加工制造，其生产工艺流程为：车→铣→钳→热处理→磨→滚丝→清洗→表面处理→试验→成检。
1.试验过程与结果（1）宏观检查开槽圆柱头螺栓开裂宏观形貌如图1所示，可见螺栓表面裂纹沿轴向分布，较平直，裂纹从头部台阶处到螺纹端头，总长约35.1mm，肉眼观察，裂纹深度较浅，螺栓外表面未见明显机械损伤。
图1 开槽圆柱头螺栓开裂宏观形貌（2）金相检查由于螺栓较长，分段截取进行镶嵌试样。
截取开裂螺栓杆部纵截面、横截面进行金相检查，宏观形貌如图2所示。
根据GB/T10561试验方法，对开裂螺栓杆部纵截面进行非金属夹杂评级，A类0.5级，B类2级，C类0级，D类0级，DS0级。
经4 %硝酸酒精水溶液腐蚀后，螺栓头部发现尺寸约（长4.9mm×宽0.6mm）的条带区域（见图2），沿轴向分布，内部为晶粒清晰的等轴晶（见图3），明显区别于基体，且对应于开裂位置的延伸线。
横向截取开裂螺栓螺纹处腐蚀后，开裂位置未见脱碳现象（见图4），条带区深约0.3mm。
基体组织为回火索氏体组织（见图5）。
图2 开裂螺栓杆部截面宏观形貌图3 开裂螺栓纵截面形貌图4 开裂螺栓横截面形貌图5 螺栓正常位置组织（3）能谱分析分别对图3中基体和条带区域进行能谱成分分析（EDS），表1为两区域能谱成分的半定量分析数据。
表1 螺栓基体及条带区域能谱成分（重量百分比）结果（%）位置Fe Cr Mn Si C基体84.2713.700.500.34 1.19条带区域97.05 1.290.470.10 1.09可以看出，基体主要成分为Fe（84.27%）、Cr（13.70%）、Si等元素，主要成分符合Cr13型不锈钢要求。
离心泵泵轴发生断裂失效的原因分析
工艺与设备2018·02124Chenmical Intermediate当代化工研究离心泵泵轴发生断裂失效的原因分析＊王鹏 樊靖波（陕西延长中煤榆林能源化工有限公司 陕西 718500）摘要：某离心泵在运转过程中，泵轴在叶轮螺母根部发生断裂失效，造成叶轮、泵体等主要部件损坏。
通过外观检查、材质成分分析、断面分析及应力分析对其断裂原因进行诊断和分析。
结果表明，因轴头钻有深度为16mm的M12内螺纹，加工轴头螺纹时设有一退刀槽，退刀槽相对螺纹加工过深，且在圆弧过度区有一明显的钝刀痕迹形成了锐利的缺口，造成应力集中，大大降低了其抗疲劳强度，当泵运转时内部产生的力作用在退刀槽上使其内部产生细小裂纹，而轴内部的P、S等元素使其晶界发生弱化，裂纹逐渐变大，当裂纹扩展到临界尺寸时，泵轴突然断裂。
关键词：离心泵；断轴；断面分析；应力分析中图分类号：T 文献标识码：ACause Analysis of Fracture Failure of Centrifugal Pump ShaftWang Peng, Fan Jingbo(Shaanxi Yanchang China Coal Yulin Energy Chemical CO., LTD., Shaanxi,718500)Abstract ：In the process of centrifugal pump running, the pump shaft fracture failure occurs in the impeller nut root, causing damage tothe impeller, pump body and other major components. The fracture causes were diagnosed and analyzed by visual inspection, material composition analysis, section analysis and stress analysis. The results show that because of the 16 mm deep M12 internal thread in shaft head drill, and a cutter withdrawing groove is arranged when machining shaft head thread,, and the cutter withdrawing groove is too deep relative to the thread, besides there is a clear blunt tool mark in the arc transition area to form a sharp gap, resulting in stress concentration, which greatly reduces the anti-fatigue strength. When the pump is running, the internal force acts on the relief groove to generate a small crack inside, while the elements such as p and s in the shaft weaken the grain boundary, and increases the crack gradually. When the crack expands to the critical dimension, the pump shaft suddenly breaks.Key words ：centrifugal pump ；broken shaft ；section analysis ；stress analysis轴在泵中的主要作用是将电动机的转矩传递给叶轮，它是传递机械能的主要部件，轴断裂会使泵的主要部件受到很大的伤害。
闭式泵轴断裂失效原因分析与对策
闭式泵轴断裂失效原因分析与对策闭式循环水泵泵轴材质3Cr13，属于中碳马氏体不锈钢。
闭式循环水泵在运行过程中，泵轴突然发生断裂，导致闭式循环水泵停运，影响了正常生产。
经过对断裂的泵轴进行了断口形貌检验、光谱检验、金相组织检验和机械性能检验，经过综合分析，最后得出结论，泵轴断裂属于疲劳断裂，产生疲劳断裂原因是泵轴材料存在沿晶分布的网状碳化物，分割了金属基体，对强度影响不大，但会使材料脆性增加，冲击韧性大幅降低。
标签：泵轴；断裂失效；疲劳断裂；网状碳化物1 概述某电厂闭式循环冷却水泵型号SX400-460，卧式离心式，流量2200m3/h，扬程45米，转速1450rpm。
闭式循环冷却水泵作用是将介质（除盐水）加压后，输送到各有关设备的热交换器，再返回闭式循环冷却水泵入口，形成闭式循环冷却水系统。
该系统的补水来自闭式循环冷却水膨胀水箱。
闭式循环水泵泵轴材质3Cr13，属于中碳马氏体不锈钢，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度、耐磨性和淬透性，一般是在调质状态组织回火索氏体状态下使用。
泵轴在转动过程中受到扭转力、支撑力、弯曲力和推力等，受力情况比较复杂，同时轴系还会振动。
闭式循环水泵在运行过程中，泵轴突然发生断裂，导致闭式循环水泵停运，影响了正常生产。
2 断裂原因分析为了查清闭式循环水泵泵轴断裂原因，对断裂的泵轴进行了断口形貌检验、光谱检验、金相组织检验和机械性能检验，详细分析如下。
2.1 断口形貌检验泵轴断口附近没有明显塑性变形，泵轴断裂发生在键槽处，键槽出现破裂损坏，轴横断面上靠近键槽边缘处颜色较深（见图1），可观察到贝纹线形貌，该处为裂纹源区，在电子扫描显微镜下可见清晰的疲劳条纹形貌（见图2）。
由此可见，泵轴属于疲劳断裂，首先轴键槽处产生小裂纹，形成疲劳源，然后泵轴在转动中的交变载荷作用下，裂纹逐渐扩展，最后扩展至临界尺寸，不能承受交变载荷的作用，导致突然断裂，在瞬断区形成过载断裂形态。
2.2 光谱检验取泵轴光谱试样，在SPECTRO TEST光谱分析仪上进行化学成分试验分析，结果见表1，该轴化学成分含量与GB/T 1220-2007《不锈钢棒》中3Cr13的要求相符，说明泵轴材料化学成分正常。
大型离心泵轴断裂原因分析
大型离心泵轴断裂原因分析摘要：在某工程运行生产过程中，离心泵轴发生了断裂事件。
通过外观检查、断口分析等手段对断裂原因进行诊断。
结果表明，离心泵轴材质为35CrMoV，基体组织为回火索氏体加少量粒状贝氏体，力学性能远优于设计参数。
究其断裂原因，主要是由于现场人员违规操作，导致低压进水端腔室G未被输送介质充满，使轴套等动静转子部件之间发生干摩擦，热量无法及时扩散，引起轴表面温度剧升而发生软化；当轴表面的抗剪强度低于轴表面所承受的最大剪应力时，首先就会在轴表面产生裂纹进而在剪应力的作用下发生扩展直至轴断裂。
关键词：大型离心泵；轴断裂原因；措施引言某大型离心泵在运行过程中，泵轴发生断裂，泵轴断面磨损严重，严重影响装置的正常生产。
为查明断裂原因，对断裂泵轴的各项性能指标进行全面检验和分析。
1.轴受力分析(1)由于叶轮前后盖板不对称产生的轴向力F轴。
(2)叶轮重力FG和叶轮外周压力分布不均引起的水力径向力F水组成的径向力F径。
假设水力径向力的方向与叶轮重力方向相同(实际上有一较小夹角,但这样计算偏于安全)。
(3)电机通过联轴器传递的扭矩Mn。
(4)齿轮联轴器由于安装误差及不均匀磨损引起的附加弯矩M′,其方向不定,故图1中未标。
图1 轴受力简图(5)叶轮、联轴器等部件不平衡重力GC引起的离心力FC,其方向是变化的,故图中未标。
(6)轴承支承力NA,NB及轴向力FA,FA与F轴大小相等,方向相反。
其中NA、NB、FA对轴的强度校核无作用,不作计算。
轴大多是从装叶轮的轴肩处断裂,选取此截面为计算截面来校核轴的强度。
此截面上有弯曲应力σw,拉应力σb及剪应力τ,其计算公式如下：计算断面处d=44.45mm则2.断口分析图2呈现了本次断裂泵轴断口及相关联部件外观形貌。
从图2(a)可以看出:轴的断口形貌主要是同心圆弧，且很平整。
外侧轴套断口同样存在同心圆弧，同时还有部分(约占1/4)断口为粗糙颗粒状形貌，这可能是由于轴套断裂后继续旋转，在对摩擦过程中发生脱落而形成的断口形貌。
多级离心泵泵轴断的原因
多级离心泵泵轴断的原因
离心泵是一种常用的工业设备，广泛应用于各个领域。
然而，有时候我们会遇到一种情况，就是多级离心泵的泵轴会出现断裂的现象。
那么，为什么会发生这种情况呢？
泵轴断裂可能是由于泵轴的设计或制造问题引起的。
如果泵轴的材料选择不当，或者加工工艺不合理，导致泵轴的强度不足，就会出现断裂的情况。
此外，如果泵轴的直径设计过小，也会增加泵轴受力的集中程度，从而导致断裂。
泵轴断裂还可能与使用条件有关。
如果泵轴长时间处于高速旋转状态，且承受大负荷，就会增加泵轴的疲劳破坏风险。
此外，如果泵轴在工作过程中频繁受到冲击或振动，也会加速泵轴的疲劳断裂。
泵轴断裂还可能与液体介质的性质有关。
某些液体介质具有腐蚀性，会对泵轴表面产生腐蚀，从而降低泵轴的强度。
此外，一些介质中可能含有颗粒物质，当这些颗粒物质进入泵轴轴承处时，会增加泵轴的摩擦和磨损，进而导致断裂。
操作和维护不当也可能导致泵轴断裂。
如果在泵轴安装时未按照规定的方式进行固定，或者在操作过程中未按照要求进行维护和保养，就会给泵轴带来额外的负荷，从而导致断裂的发生。
多级离心泵泵轴断裂的原因是多方面的，涉及到泵轴的设计、制造、
使用条件、液体介质的性质以及操作和维护等多个因素。
为了避免泵轴断裂的发生，我们需要在设计、制造、安装和使用过程中，严格按照规范要求进行操作，并定期进行维护和检查，以保证泵轴的正常运行和使用寿命。
只有这样，才能确保离心泵的安全稳定运行，为各个行业的生产提供可靠的保障。
泵轴断裂原因分析及预防
《装备维修技术》2021年第2期—67—泵轴断裂原因分析及预防赵 鹏（哈尔滨电气动力装备有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）本文主要探讨的轴泵是某蒸馏装置减压塔顶的吸气泵，又被称为减顶泵，此泵在 运行22个月后，泵轴发生断裂，减顶泵的实际使用寿命明显低于设计寿命，因此对泵轴失效的原因进行分析，探究泵轴断裂的原因，进而制定有效地解决策略，此泵原材料为3Cr13马氏体不锈钢，经过燃烧锻造，对泵轴进行调质处理，转速可以达到每分钟3000转，此泵轴在运转过程中，需要承受轴承间的旋转交变的荷载性能，键槽的底部存在腐蚀的断裂坑。
1材质和性能检验1.1外观检查 由于受油品中腐蚀介质的腐蚀作用，在轴的断裂部位及其附近的外表面，形成了许多沿外表面环，向密集分布的大小与深度不等的蚀坑；在泵轴断裂部位处，键槽的根部成尖角。
1.2化学成分 泵轴的化学成分见表1，性能失效的轴泵化学成分符合国家规定的不锈钢成分标准。
1.3机械性能检验 对失效轴泵纵向切取样本，通过机械加工，制成光滑圆柱冲压样本，针对表2泵轴机械性能及标准值，失效轴泵在常温在，机械性能符合国家规定标准。
1.4金相检验1.4.1非金属夹杂质校验对失效泵轴非金属夹杂质进行校验，断口附近成分为铁的氧化物和铬的氧化物。
铁氧化物呈淡褐色，铬的氧化物呈暗灰色，形态为粗大的圆球状，校验的级别都大于5级，在相关数值的规定内，要求非金属夹杂质，二者校验的级别不能超过5.5，若检验结果显示非金属夹杂质在断口成聚集点状分布，泵轴的质量较差。
1.4.2晶粒度校验对泵轴中的晶粒度进行校验，校验结果显示，晶粒形态大小均匀，晶粒度的等级可达到7级，时效泵轴校验在室温下进行。
1.4.3显微组织校验通过显微镜组织校验，轴泵的整体材料均为马氏体不锈钢材料，其中含有少量的粒状碳化物而退火下的轴泵，在显微镜下，泵轴的结构组织为粒状的珠光体，组织结构周边为断续网状分布的碳化物，发生断裂是由于泵轴淬火加温时间过短，温度过低造成断口，粒状珠光体中的碳化物全部溶出，通过高温调质后，保留着退火后的碳化物，则证明显微镜组织检验不符合要求标准。
各种离心水泵断轴原因分析
各种离心水泵断轴原因分析一、循环水泵断轴原因分析1、不正确的速度：根据叶轮惯性和皮带驱动器的（圆周）速度限制，存在大泵速度（例如，通常同意ANSI泵的大皮带速度为每分钟6,500英尺）。
此外，除了增加扭矩问题外，还应注意低速操作。
2、误用：忽略制造商指南将导致轴问题。
如果泵由发动机驱动，而不是电机或汽轮机，则许多泵轴的功率因数会降低，因为间歇性转矩与连续转矩。
如果泵不是直接驱动（通过联轴器），如皮带/滑轮或链条/链轮驱动，则轴可能会明显降低。
许多自吸式垃圾泵和渣浆泵设计为皮带驱动，因此几乎没有问题。
3、振动：除了未对准和不平衡以外，其他问题引起的振动（例如气蚀，通过的叶片频率，临界速度和谐波）也会对轴造成应力。
4、远离BEP工作：偏离泵BEP的允许区域运行可能是导致轴故障的常见原因。
远离BEP工作会产生不平衡的径向力。
5、变速：扭矩和速度成反比。
随着泵的减速，轴扭矩增加。
6、轴弯曲：轴弯曲问题遵循与上述轴偏转相同的逻辑。
从具有高标准/规格的轴直线度的制造商处购买泵和备用轴。
尽职调查是审慎的。
7、流体特性：通常，与流体特性有关的问题涉及设计用于一种（较低）粘度但承受较高粘度的流体的泵。
8、叶轮或转子不平衡：叶轮如果不平衡，泵在运行时会产生“轴窜动”。
其影响与轴弯曲和/或偏斜的结果相同，即使停止泵并检查泵轴时，泵轴仍会笔直。
9、不对中：泵和驱动器之间的不对中，即使是轻微的不对中也会导致弯矩。
通常这个问题表现为在轴断裂前轴承失效。
10、装配不正确：另一个原因是叶轮和联轴器安装不正确（装配和间隙不正确，无论过紧或过松）。
不正确的配合可能导致磨损。
轻微磨损导致疲劳破坏。
未正确安装的键和/或键槽也会导致该问题。
二、高压水泵断轴可能原因高压水泵的叶轮是按顺序热装在轴上，所有叶轮都用卡环轴向逐级定位。
这样不会出现累计加工误差，可以保证每个叶轮与导叶都能够良好对中，同时热装也提高了高压水泵转子的刚性，使泵工作平稳可靠，是目前很多重要的大机组转子普遍采用的种装配方式。
立式离心泵使用过程中会遇到那些故障
立式离心泵使用过程中会遇到那些故障1.泵轴断裂：泵轴断裂是立式离心泵的常见故障之一、泵轴在工作过程中承受较大的拉压弯矩，长时间工作后可能会发生疲劳断裂。
此外，由于泵轴的质量或加工不合格，也会导致泵轴断裂。
2.轴封漏水：立式离心泵的轴封是防止泵内介质泄漏的重要部件。
在使用过程中，如果轴封密封不良或腐蚀受损，会导致泵内液体泄漏出来，严重时可能会影响泵的正常运行。
3.泵壳磨损：由于离心泵在工作时液体通过泵壳，泵壳的内壁可能会受到磨损。
长期使用后，泵壳内壁的磨损会导致泄漏、噪音大等问题，进而影响泵的工作性能。
4.叶轮磨损：离心泵的叶轮是泵的关键部件之一，在工作过程中承受着高速旋转以及液体的冲击。
长时间的摩擦与冲击会导致叶轮表面的涂层磨损，进而影响泵的效率和性能。
5.泵轴弯曲：泵轴在工作过程中承受着较大的弯矩和扭矩，如果工作时受到外力的冲击或其他原因导致泵轴弯曲，会导致泵的工作不稳定，甚至引起振动、噪音等问题。
6.泵轴承故障：泵轴承是支撑泵轴转动的重要部件，长时间工作后可能会出现磨损、断裂、间隙过大等问题。
当泵轴承故障时，泵的工作性能会受到明显的影响。
7.电机故障：立式离心泵常与电机配套使用，如果电机出现故障，如电机绕组短路、损坏等，会导致泵的工作出现问题或完全停止工作。
为了减少以上故障的发生，可以采取以下预防措施：1.定期检查和维护泵的关键部件，包括泵轴、轴封、泵壳、叶轮、轴承等。
2.确保泵的工作环境干净、无污物或颗粒物，防止泵内部堵塞。
3.严格控制泵的工作条件，避免过载运行。
4.定期检查和更换泵的润滑油，确保泵轴承正常运转。
5.避免电机和泵之间的过小或过大间隙，以减少泵轴磨损和弯曲。
6.定期进行泵的振动和噪音检测，及时发现问题并采取相应的维修措施。
需要注意的是，以上故障并非立式离心泵一定会出现的问题，其出现与否与泵的品质、使用条件、维护保养等因素都有关系。
因此，在使用立式离心泵时，需要根据具体情况采取相应的预防和维修措施，确保其正常并安全运行。
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（2）项目的建成不仅节约了资源，而且有效的避免 了传统能源对环境的污染，符合社会可持续发展的需要。
参考文献 [1] 朱家玲 . 地热能开发与应用技术 [M]. 北京 : 化学工业出版
该循环水泵为单级双吸离心泵，其工作原理：液 体介质进入叶轮，充满液体的叶轮在驱动机的带动下在 泵壳内高速旋转，使液体受到离心力的作用，并将离心 力转化成液体的动能和静压能，从而将液体吸入和排出 的循环过程。 1.2 循环水泵基本情况
型 号 KPS 50~700， 扬 程 55m， 流 量 4500m3/h，
6 结语
本文以工程实例探讨了干扰地岩热供热系统在兰 州地区的应用，得到的主要结论：
（1） 开 发 无 干 扰 地 岩 热 供 热 系 统 符 合 国 家
转速 980r/min，功率 900kW。工作介质为循环水，工 作温度为 28 ～ 38℃，泵轴材质为 2Cr13，断口位于轴 Φ140mm 台阶面且距离端部 45mm 处。
P ≤ 0.040 0.0080 0.0120
S ≤ 0.030 0.0075
0.009
Cr 12.00 ～ 14.00
11.92 12.68
Ni ≤ 0.60 0.366 5.493
Cu 0.288 0.285
明显的环形纹路摩擦痕迹。在键槽根发现裂纹，见图 2。 键槽（裂纹侧）发现明显的冲击变形区、磨损变形区， 由于键对键槽的冲击作用，键槽侧面呈现光亮的冲击面， 并产生变形；键槽底部由于键在冲击过程中对该部位产 生摩擦，造成了键槽底部的磨损和变形。泵轴轴套连接 部位有明显的机械麻点，近电机端左上部位的麻点粒度 较小，为泵轴断裂失效前产生；远电机端右下麻点粒度 较大，为失效后产生。
图 1 泵轴断口宏观 图 2 键槽根部裂纹及形
2.4 硬度检测 采用 600MRD 数显洛氏硬度计对断裂泵轴横面式
样进行硬度测试，测试结果表明，从试样横截面中心到 外表面边缘硬度均匀，硬度平均值为 30.6HRC，根据 GB/T 1172-1999 黑色金属硬度及强度换算值换算成布 氏硬度约 298HB，高于标准 GB/T 1220-2007《不锈钢 棒》中 2Cr13 调质后的硬度 192HB。
中国设备工程 2018.09（上） 195
Research and Exploration 研究与探索·探讨与创新
表 1 断裂泵轴及键材料化学成分 ( 质量分数，%)
材料 2Cr13 标准值
泵轴 键
C 0.16 ～ 0.25
0.162 0.112
Si ≤ 1.0 0.479 0.552
Mn ≤ 1.0 0.324 5.033
2 泵轴检测情况
2.1 宏观检查 断裂泵轴外表面无腐蚀，未见肉眼可见变形。断
口位于轴 Φ140mm 台阶面且距离端部 45mm 处，该部 位为键槽圆角与键槽长度方向导角位置。断口表面无腐 蚀，为疲劳断口，呈现多源疲劳特征，见图 1。键槽根 部裂纹为主疲劳源，沿顺时针方向有多处疲劳源；贝壳 纹区域为疲劳扩展区，该区域平整光滑；主疲劳源对侧 为瞬断区，剪切唇明显。断口上半部分由于泵轴开裂后 的继续运动，产生相互摩擦，造成较光亮的摩擦面，有
表 2 主要技术经济指标
序号 1
2 3
名称
单位
供热面积及热负荷 :
总供暖面积（含预留）
m2
现供暖面积
m2
供暖热负荷
kW
建设项目总投资
建设项目总投资
万元
运行费用 供暖综合运行费用
元 /m2·月
数量
21847.7 13847.7
1400
643.36
~3.30
约 5.94t。符合国家的“治霾”方针，保护了地区的生 态环境。
社 , 2006. [2] Tenzer, H., 2001. Development of Hot Dry Rock
Technology . GBC Bulletion, 14-22. [3] Bertani, R., 2012. Geothermal Power Generation in the
关键词：疲劳断裂；调质处理；索氏体组织 中图分类号：TH38;TG115 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2018）09（上）-0195-03
1 设备问题描述
2015 年 8 月，某车间循环水泵在运行过程中，其 泵轴发生断裂失效的问题。该泵于 2008 年 6 月安装并 投入使用，工作时间 7 年 2 个月，每年随车间进行一次 停工检维修，停工时间 1 ～ 2 个月，开工采用慢启动的 开启方式，至本次泵轴断失效前未发生其他事故。 1.1 循环水泵的工作原理
China 中国 Plant 设备
Engineering 工程
离心泵用 2Cr13 泵轴断裂原因分析
陈海，李振杰，季华建 （中国石油独山子石化公司压力容器检验所，新疆 独山子 833699）
摘要：本文介绍了断轴所服役的循环水泵的工作原理，从泵轴及断口的宏观特征、材质、金相组织、硬度、力学性能 等方面对泵轴的断裂失效进行了原因分析。分析结果表明，泵轴断裂的主要原因是泵轴安装过程中键与键槽未采用紧密连 接的安装方式，材料塑性性能的下降、轴与键的硬度差异、含气循环水的气锤作用以及泵轴使用过程中的震动是泵轴断裂 失效的次要原因。
对 断 裂 键 试 样 进 行 硬 度 测 试， 根 据 测 试 位 置 不 同， 硬 度 出 现 差 异。 键 两 侧 硬 度 高， 硬 度 平 均 值 为 35.5HRC， 键 中 心 部 位 硬 度 低， 硬 度 平 均 值 为 27.9HRC。 2.5 材料力学性能试验
World 2005-2010 Update Report. Geothermics, 41: 1-29. [4] 许天福，张延军，曾 昭发，等，2012．增强型地热系统（干
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