正对新型式泵构件材损坏探讨分析.doc

正对新型式泵构件材损坏探讨分析1检查情况事故发生后，将该泵进行了解体检查，情况如下：(1) 叶轮与轴配合松动，叶轮内孔已磨损，直径方向扩大2mm 叶轮密封圈四周不均匀磨损，最大磨损量达4mm叶轮键槽啃坏， 轮毂两边有裂纹2) 叶轮挡套已松动，起不到轴向固定的作用挡套与叶轮 间F—4密封垫片冷流变形3) 断裂部位在左挡套与叶轮之间靠近挡套键槽的地方，裂 纹源离键槽近处断口的宏观形貌可分为裂源区、疲劳扩展区和终断 区三个区域裂源发生在键槽边的应力集中处，整个断口属脆性断裂2分析讨论2」水力径向力的影响我们知道，泵在设计工况下运行经济效益最好，而且其蜗壳内 的所有截面上沿叶轮出口圆周上压力分布是均匀的，叶轮出口的速度 保持不变，流体是对称的当泵开停车或远离设计工况点运行时，蜗壳内压力平衡遭到破 坏这一不平衡的压力作用到转子上，使轴承担由此而产生的径向 推力，亦即水力径向力泵的流量小时，径向力指向蜗室小截面方向;流量大吋，径向力指向蜗室大截面方向；方向角分别约等于50度及 240度其数值由下经验公式给出：P = 0.36* [1- （Q/Qd） 2] *H*B2头D2*y式中：P 作用在叶轮上的径向力（公斤）；Q d 设计流量；Q 实际工作流量；H 泵的扬程；B2 叶轮出口总宽度（包括前后盖板）米；D2 叶轮外径；y 液体重度（公斤/米3）,（水的重度为1000公斤/米3）；随着生产负荷 由四机增至六机，贫液循环量要求流量由150M 3/h控制在250~ 280M 3 / h取最小值，泵的叶轮宽度31mm〜64mm取最小值，叶轮 外径①420,相关数据代入上式：P=0・36* [1- （250 2 / 150 2）] *240*0.031 *0.42* 1280 P=2559.84公斤由此可知，泵的水力径向 力是很大的。

从宏观上看，径向力使泵轴产生弯曲，轴的弯曲挠度如 超过叶轮密封圈等部件的设计间隙值，就会与泵壳发生接触磨损，同 时泵壳的反作用力使泵轴产生振动流量调节在设计工况流量前后， 其径向力的大小和方向均发生变化，同样造成泵的振动从水力径向力对轴上的某一相对的任一微元来讲，泵轴每旋转 一周，就受“拉一0—压”交变应2改造后压缩机操作参数“塔后分氨，合成气入合成塔105D前只有169F起到过滤作用, 油是合成塔催化剂的毒物，在入塔前必须除掉，否者会危害到合成塔 改造后机组选用的Windback密封，安全可靠、泄漏量低，保力循环 生产实践表明，在交变应力下工作的构件，即使最大工作应力低于材 料的屈服强度，经长期运转后，首先在表面上产生微观裂纹，并逐渐 扩展到临界尺寸后，就会导致低应力脆断一机械疲劳破坏随着泵轴某一相位任一微元的应力循环，致使同相位的叶轮与 挡套之间一张一合张开时削弱了挡套的背紧力，当垫片上的残余压 紧力小丁保持密封所必须的最小残余压紧力时，使F-4垫片发生残 余变形过大而冷流2.2离心力的影响设转子的质量为m,转子的质量偏心距为e,机器的固有频率 为w,则在转子旋转时就会产生离心力mew 2•影响质量偏心因素有 制造偏心，弹性变形，安装偏心和运行中产生的转子偏心。

转子制造 的允许偏心距常用线速度ea加以控制对于安装和运行过程中由于 转子松动、磨损等因素形成的偏心距是个随机变量，无法明确在静坐标系上看，离心力是旋转的，在它与径向力同相位时互 相叠加，造成轴更大的弯曲，产生叠加的弯曲应力使轴的应力幅值和 应力比发生变化大量实验表明：应力每循环一次的疲劳裂纹扩展速 度随应力比增大而增大，使构件疲劳寿命降低3事故的处理情况鉴于贫液泵的损坏原因，为防止类似事故，我们采取如下措施: 3.1改进叶轮的轴向背紧结构将叶轮挡套的键结构去掉，改成螺纹结构；直接用挡套轴向固 定叶轮，再用轴套螺纹背紧防松3.2修复叶轮将偏磨密封圈去掉，叶轮内孔光刀见亮两毂端 打磨补焊，再光刀3.3转子每次组装后进行整体动平衡处理通过以上措施使泵 的振动情况大大改善，轴承处振幅为20u,运转非常平稳3.4多次改变泵轴材质由原设计17-4PH沉淀型不锈钢，陆 续改为 45#钢或 40Cr, ob=550MPa 和 17 —7PHA1, o=900MPa 后, 但问题仍存在，即贫液泵泵轴运行周期一年左右即断裂报废4建议对中、高速泵，水力径向力是不容忽视的！只有按照设计工况 下稳定地操作，才是减少泵轴交变应力的根本措施。