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炼油与化工

2017年第3期REFININGANDCHEMICALINDUSTRY31

常减压装置水环式真空泵叶片断裂失效分析

雷亚军

（中国石油云南石化有限公司生产一部，云南昆明650300）

摘要：某炼油厂常减压装置的大型水环式真空泵的叶片以及中间环形隔板的材质均为316L不锈钢，输送介质为减顶油气。该真空泵运行过程中叶片发生了断裂，文中针对断裂和开裂的叶片进行检测分析，确定了该泵的失效性质和原因，并提出了相应的改进措施。

关键词：真空泵；叶片断裂；检测；失效分析

中图分类号：TB752文献标识码：B文章编号：1671-4962（2017）03-0031-04

Analysisonbladefracturefailureofwaterringpumpinatmosphericandvacuumdistillationunit

LeiYajun

（No.1ProductionDepartmentofPetroChinaYunnanPetrochemicalCompany，Kunming650300，China）

Abstract：Thematerialofbladesofthelargewaterringpumpandthemiddleannulardiaphragminatmosphericandvacuumdistillationunitis316Lstainlesssteel,thetransferredmediumisvacuumtopoilgas.Thebladesfracturedduringthevacuumpumpoperation.Thispapermadedetectionanalysistothefracturedandcrackedblades,determinedthefailurenatureandcauseofthepump,andproposedrelevantimprovementmeasure.

Keywords：gearshaft;fracture;microcrack;heattreattreatment

某炼油厂常减压装置水环式真空泵2012年投入使用，非连续运行，累计使用12个月后在运行中出现叶片断裂，真空泵的叶片以及中间环形隔板的材质均为316L不锈钢，输送介质为减顶油气。真空泵的叶轮结构为在棒槌形泵轴上圆周均布焊接19组圆弧形叶片组成，断裂的是其中1个叶片，并且叶轮上还发现有5处叶片开裂。

1取样测试分析

（1）叶轮现场勘察分析

针对叶轮整体外观进行勘察分析，查看断裂以及开裂部位，并选取开裂部位取样，见图1，2。

从图1可以看出，断裂和开裂叶片一侧贴着叶片与隔板的焊缝，外边缘沿着焊缝的焊脚向内开裂，开裂到一定距离后，向垂直于焊缝方向开裂。

由图2可见，每组叶片分成左右2个，中间焊接隔板，隔板为1个整体的环形钢板，两者焊缝为角焊缝。

（2）叶片宏观检查分析

观察断裂和开裂叶片以及焊缝试件，并用体视显微镜观察分析局部形貌特征，见图3~6。

图1叶轮叶片断裂部位

图2叶片与隔板焊接部位

万方数据

炼油与化工

32REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第28卷

图3开裂叶片的直断口

图4开裂叶片的斜断口

图5叶片与隔板的焊缝外表面

图6叶片与隔板的焊缝打磨后横截面

由图3，4可以看出，开裂叶片的断口基本未发生损坏，观察断口基本无塑性变形，符合疲劳断裂或者应力腐蚀开裂的断口宏观形貌特征。由图3

可以看出，开裂叶片的直断口（焊缝附近）表面较平，带有少量焊缝部分，为最先开裂断口。由图4可以看出，开裂叶片的斜断口（垂直焊缝）表面较粗糙，带有大量扩展台阶，为后期快速撕裂扩展断口［1］。

由图5，6可以看出，叶片与隔板的焊缝布局为2个叶片垂直左右对接焊在隔板的表面，形成十字形。虽然图5焊缝外表面观察无缝隙，但是图6打磨后的焊缝横截面明显存在2条缝隙。说明叶片与隔板的焊接未加工坡口，直接对接焊接角焊缝。

（3）叶片试样微观检测分析

从开裂叶片上切取4个试样，用超