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鍋爐給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸斷裂原因分析

文檔作者：原帥田峰文檔來(lái)源：內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年02月27日
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內(nèi)蒙古電力技術(shù)
76
 INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER
2015年第33卷第1期
doi:103969issn.1008-6218.2015.01.016
鍋爐給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸斷裂原因分析
原帥,田峰
(內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院,呼和浩特010020)
摘要:某電廠2號(hào)鍋爐給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸多次發(fā)生斷裂,通過(guò)對(duì)失效試樣進(jìn)行宏觀形貌、化學(xué)
成分、力學(xué)性能、金相檢驗(yàn)等綜合分析,查明轉(zhuǎn)動(dòng)軸的斷裂原因?yàn)橥獗砻嬗泊噱冦t層發(fā)生開(kāi)
裂,并延伸擴(kuò)展至軸體母材,使得軸體疲勞、壽命降低,同時(shí)面
勞、壽命降低,同時(shí)給水泵變頻運(yùn)行產(chǎn)生共振,最終導(dǎo)
致轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)生低周疲勞斷裂。對(duì)此建議去除給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面的鍍鉻層或更換表面無(wú)鍍鉻
層轉(zhuǎn)動(dòng)軸,以避免同類(lèi)事故再次發(fā)生。
關(guān)鍵詞:鍋爐給水泵;轉(zhuǎn)動(dòng)軸;疲勞斷裂;鍍鉻層
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B
馬:B
中圖分類(lèi)號(hào):TK264.14
文章編號(hào):1008-6218(2015)01-0076-03
 Failure Analysis of Rotation Axes Fracture on Feedwater Pump
 YUAN Shuai. TIAN Feng
 (Inner Mongolia Power Research Institute, Hohhot 010020. China)
 Abstract: The rotation axes of feedwater pump of a thermal power plant fractured many
 times. The reason of failure has been found through the synthetic analysis of macro
 morphology, chemical composition, mechanical properties and metallographic examination on
 the failure samples, which avoided the occurrence of the same accidents. The results
 showed that the main cause of the fracture of the rotation axes was due to the cracks of
 the hard-brittle chromium coating on the external surface of rotation axis. The cracks
 extended to the base metal of the axes reduced the fatigue life of the axes, with the
 sympathetic vibration occurred during the feedwater pump operation, low cyclic fatigue
 fracture of the rotation axis took place. Put forward to remove chromium plating layer on
 the surface of the feed water pump rotating shaft fracture, replace the axis of rotation
 surface without chrome plating layer, to avoid the similar accidents happening again.
 Key words: feedwater pump; rotation axis: fatigue fracture: chromium coating
0引言
勞強(qiáng)度被廣泛應(yīng)用于核電、石油機(jī)械、閥門(mén)等領(lǐng)
域。目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有關(guān)于Cr13Ni4Mo材料質(zhì)量的相
某電廠2號(hào)鍋爐給水泵在運(yùn)行中多次發(fā)生主軸關(guān)標(biāo)準(zhǔn),本文參考美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《ASTM A1182/A182M
斷裂故障,該給水泵型號(hào)CHTC5-6SP,轉(zhuǎn)動(dòng)軸母材2006高溫用鍛制或軋制合金鋼法蘭、鍛制管件、閥
材質(zhì)為OCr13Ni4Mo,表面鍍鉻。OCr13Ni4Mo屬于超門(mén)和部件》中的F6NM(S41500)鋼標(biāo)準(zhǔn)為防止同
低碳沉淀硬化不銹鋼材料,由于其較高的韌性及疲類(lèi)事故再次發(fā)生,對(duì)斷軸取樣進(jìn)行了理化檢驗(yàn)及失
[收稿日期]2014-10-27;修改日期]2015-01-20
作者簡(jiǎn)介]原帥(1984)內(nèi)蒙古人,碩士,工程師,從事電站金屬設(shè)備無(wú)損檢測(cè)及理化分析工作
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2015年第33卷第1期
原帥,等:鍋爐給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸斷裂原因分析
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效分析,查明了主軸斷裂原因,并提出處理建議。
表1轉(zhuǎn)動(dòng)軸各化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)
%
項(xiàng)目 Si Mn Cr Mo
1理化檢驗(yàn)
實(shí)測(cè)值0.040.420.870.0040.0231400.834.00
 ASTM
1.1宏觀形貌分析
A18220060.05≤0.60
00300.50-3.
00.03014.01.005.5
給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸斷口宏觀形貌如圖1所示。斷口
表2轉(zhuǎn)動(dòng)軸力學(xué)性能
外邊緣區(qū)域1較為平整,個(gè)別位置呈棘輪狀形貌,說(shuō)
參數(shù)
測(cè)試值 ASTM A11822006
明該區(qū)域存在較大的應(yīng)力集中,為疲勞裂紋源區(qū);屆服強(qiáng)度A
844
區(qū)域2呈現(xiàn)與扭力矩方向垂直的紋路,為裂紋擴(kuò)展
抗拉強(qiáng)度MPa
90
≥790
區(qū);中心區(qū)域3為瞬斷區(qū),該斷口為典型的多源疲勞
斷后伸長(zhǎng)率%
20.0
≥15
斷口。
沖擊吸收能量
196
硬度/HB
284
≤295
疲勞輝紋
圖1給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸斷口宏觀形貌
圖2轉(zhuǎn)動(dòng)軸斷口微觀形貌
1.2化學(xué)成分分析
15金相檢驗(yàn)
選取給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸中心部位進(jìn)行取樣,根據(jù)
對(duì)斷裂的給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行金相檢測(cè),其顯微
GB/《GBr1T117012083《不銹鋼多元素含量的測(cè)定火花組織如圖3所示,轉(zhuǎn)動(dòng)軸母材基體顯微組織為回火
放電原子發(fā)射光譜法(常規(guī)法)》,利用 SPECTRO馬氏體組織。
LAB臺(tái)式直讀火花源原子發(fā)射光譜儀MAXx對(duì)斷軸
進(jìn)行化學(xué)成分測(cè)試,確定其成分組成是否符合
ASTM標(biāo)準(zhǔn)要求。檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示,結(jié)果表明:
轉(zhuǎn)動(dòng)軸化學(xué)成分均符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)中F6NM鋼的技
術(shù)要求。
1.3力學(xué)性能檢測(cè)
在斷裂的給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸母材上取樣,根據(jù)《GB
T228.1-2010金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分:室溫試
驗(yàn)方法》在CTM5305型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行常
圖3轉(zhuǎn)動(dòng)軸母材顯微組織
溫拉伸試驗(yàn)。根據(jù)《GB/T2292007金屬材料夏比
擺錘沖擊試驗(yàn)方法》,在ZYS1601-B型全自動(dòng)低溫1.6斷軸外表面鍍鉻層檢測(cè)
沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行常溫沖擊試驗(yàn)。檢測(cè)數(shù)據(jù)如表21.6.1微觀組織檢測(cè)
所示,結(jié)果表明:轉(zhuǎn)動(dòng)軸母材強(qiáng)度、塑性等指標(biāo)均符
選取斷裂的給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸外表面鍍鉻層作為
合標(biāo)準(zhǔn)要求。
檢測(cè)對(duì)象,其微觀組織形貌(如圖4)顯示鍍鉻層存
1.4斷口微觀形貌分析
在大量裂紋,且部分裂紋尖端已經(jīng)延伸擴(kuò)展至軸體
給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸斷口顯微形貌如圖2所示,斷面母材,并形成裂紋源(見(jiàn)圖5)從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)軸疲勞
上存在明顯的疲勞輝紋,是疲勞斷裂的特征,進(jìn)一斷裂。
步證實(shí)了轉(zhuǎn)動(dòng)軸的斷裂為疲勞開(kāi)裂
1.6.2硬度檢測(cè)
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內(nèi)蒙古電力技術(shù)
2015年第33卷第1期
軸體母材
開(kāi)裂鍍鉻層
圖4轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面鍍鉻層
圖6轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面鍍鉻層能譜分析區(qū)域
已擴(kuò)展的裂紋
圖5轉(zhuǎn)動(dòng)軸鍍鉻層裂紋擴(kuò)展至軸體母材
根據(jù)《GB/T4340.1—2009金屬材料維氏硬度試
驗(yàn)第1部分:試驗(yàn)方法》,利用 Tukon22500 Minute-
681012
man全自動(dòng)維氏硬度計(jì)分別在轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面鍍鉻層,
 E/
及鍍鉻層與轉(zhuǎn)動(dòng)軸結(jié)合處選取5個(gè)不同位置進(jìn)行硬
圖7轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面鍍鉻層能譜分析結(jié)果
度測(cè)試。鍍鉻層顯微硬度測(cè)試結(jié)果如表3所示,鍍
鉻層硬度較高,約為基體母材的3倍;但鍍鉻層與轉(zhuǎn)2結(jié)論及建議
動(dòng)軸母材結(jié)合處的硬度和基體內(nèi)部硬度基本一致
因此鍍鉻工藝并未引起軸體機(jī)械性能的下降。
(1)斷裂給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸母材的顯微組織、力學(xué)
表3鍍鉻層及與轉(zhuǎn)動(dòng)軸結(jié)合處軸體母材
性能、化學(xué)成分均符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,韌性優(yōu)
顯微硬度測(cè)試結(jié)果
HV良,無(wú)脆性傾向。
鍍鉻層測(cè)試值
結(jié)合處軸體母材測(cè)試值
(2)給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸外表面高硬度鍍鉻層發(fā)生
810
260
開(kāi)裂,并且延伸擴(kuò)展至軸體母材,從而降低了轉(zhuǎn)動(dòng)
762
262
軸的疲勞強(qiáng)度,是導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)軸斷裂的主要原因。
795
265
(3)斷口的宏觀及微觀形貌表明,斷裂均為低
763
265
周疲勞斷裂。裂紋擴(kuò)展區(qū)紋路寬度較為均勻,說(shuō)明
817
265
轉(zhuǎn)動(dòng)軸所受應(yīng)力呈周期性變化,這與給水泵處于變
頻運(yùn)行工況,從而誘發(fā)轉(zhuǎn)動(dòng)軸產(chǎn)生共振有關(guān)。
1.6.3能譜分析
(4)建議去除給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面的鍍鉻層,或
通過(guò)對(duì)鍍鉻層進(jìn)行能譜分析,能譜分析區(qū)域及更換表面無(wú)鍍鉻層的轉(zhuǎn)動(dòng)軸,以避免同類(lèi)事故再次
結(jié)果見(jiàn)圖6、圖7,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面鍍鉻層鉻質(zhì)量分發(fā)生。
數(shù)較高。根據(jù)文獻(xiàn)[2]可知,基體表面鍍鉻雖然對(duì)基
體的拉伸強(qiáng)度沒(méi)有影響,但會(huì)大幅降低材料的疲勞參考文獻(xiàn):
強(qiáng)度,縮短疲勞壽命,且會(huì)使疲勞斷裂由單源區(qū)斷美國(guó)材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)ASTM A1182/A182M2006高溫
裂變?yōu)槎嘣磪^(qū)斷裂。
用鍛制或軋制合金鋼法蘭、鍛制管件、(下轉(zhuǎn)第82頁(yè))
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內(nèi)蒙古電力技術(shù)
2015年第33卷第1期
同對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了分析研究?jī)?nèi)蒙古電力科學(xué)研段比較常見(jiàn),因其對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全的威脅很大,必
究院專(zhuān)家認(rèn)為下缸溫度測(cè)點(diǎn)存在設(shè)計(jì)位置不合理須引起足夠的重視,并根據(jù)機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)
和加工安裝不當(dāng)?shù)葐?wèn)題(經(jīng)制造廠家確認(rèn),他同際情況制訂相應(yīng)的解決辦法盡快處理,避免機(jī)組嚴(yán)
類(lèi)型機(jī)組也存在類(lèi)似問(wèn)題,但因工期所限,場(chǎng)不重事故的發(fā)生。
具備處理?xiàng)l件),測(cè)點(diǎn)溫度示值的代表性不強(qiáng),原因
為:在啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中,由于機(jī)組空負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間
參考文獻(xiàn):
較長(zhǎng),在蒸汽流量很小的情況下,該溫度測(cè)點(diǎn)溫升]東方汽輪機(jī)有限公司CCZ50-83/1.0/0.5型汽輪機(jī)啟
緩慢,不能真實(shí)反映下缸溫度。最終制造廠家建
動(dòng)運(yùn)行說(shuō)明書(shū)[R]德陽(yáng):東方汽輪機(jī)有限公司,2012:2-6
議,在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中,其他運(yùn)行參數(shù)正常的情[2]董虎根,王立群汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)上下缸溫差大的原因分
況下,上、下缸溫差限值控制標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)放大至
析及解決方法內(nèi)蒙古電力技術(shù),2005,23(4):45-46
100℃。
53
3.2.4.2再次啟動(dòng)
[3]張小科,李靖200MW機(jī)組膨脹不暢振動(dòng)故障原因分析
2014-03-17機(jī)組再次啟動(dòng),定速以后上、下缸
內(nèi)蒙古電力技術(shù),2011,29(2):24-26
溫差最大達(dá)到74.5℃,通過(guò)加強(qiáng)調(diào)節(jié)控制及監(jiān)督檢[4]謝國(guó)棟汽機(jī)中壓缸溫差大原因分析及改造陜西電力
查,機(jī)組保持運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行電氣專(zhuān)業(yè)短路空載試
2004,32(5):74-75
驗(yàn)。在此次機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中,除上、下缸溫差[5]東方汽輪機(jī)有限公司汽輪機(jī)汽水系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)[R德陽(yáng):
外,其他參數(shù)均正常。完成試驗(yàn)機(jī)組并網(wǎng)以后,汽
東方汽輪機(jī)有限公司,2012:1-3
輪機(jī)上、下缸溫差最終恢復(fù)正常(<10℃)。
6]徐雪松汽輪機(jī)缸體保溫施工工藝探討陜西電力,
2005,33(3):53-54
4結(jié)束語(yǔ)
7靳志平電廠汽輪機(jī)原理及系統(tǒng)[M]2版北京:中國(guó)電力
出版社,2006:10-19
機(jī)組啟停過(guò)程中上下缸溫差大現(xiàn)象在調(diào)試階
編輯:白永軍
上接第78頁(yè))閥門(mén)和部件[]北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,【5]全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)CB/T2292007金屬材料
2006
夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法(S]北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007
2】楊川,高國(guó)慶,崔國(guó)棟金屬零部件失效分析基礎(chǔ)[m]北[6]全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)GB/T4340.1209金屬材
京:國(guó)防工業(yè)出版社,2014:106-107.
料維氏硬度試驗(yàn)第1部分:試驗(yàn)方法S]北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
3]全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)GB/T1170208不銹鋼出版社,2009
多元素含量的測(cè)定火花放電原子發(fā)射光譜法(常規(guī)法)7王毓麟,王淑霞,賈偉鍍鉻對(duì)OCr13N4Mo鋼疲勞強(qiáng)度的
s北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.
影響[]兵器材料科學(xué)與工程,2002,25(2):49-51
4]全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)GB/T228.1010金屬材料[8]張英建,惠衛(wèi)軍,董瀚34crmo汽輪機(jī)主軸斷裂失效分析
拉伸試驗(yàn)第1部分室溫試驗(yàn)方法北京中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出]材料熱處理技術(shù),2010,39(8):181-186
版社,2010
編輯:王紅

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