50AY雙級離心泵軸斷裂分析及改進

黃東生

（中國石油大學山東石大科技集團 山東東營）

1.問題

50AY型雙級離心泵,運行中多次發生斷軸事故。為此，對泵軸進行改進。從斷軸斷面分析，屬疲勞斷裂，斷口有明顯的塑性變形，顏色灰暗，可以看到明顯的扭曲麻花狀。泵軸的斷裂80%發生在應力集中區,一是一級葉輪軸肩處，另一是二級葉輪鎖緊螺母處。軸肩過渡處的軸徑由44 mm變為32 mm，葉輪處直徑由32 mm變為22 mm。葉輪螺母處直徑16 mm。通過化驗分析泵軸材料，牌號屬40Cr范圍，而Cr含量遠遠低于國家標準，材料不合格。

2.改進措施

將泵軸材料升級，原泵軸材料為40Cr，疲勞強度為176 MPa，屈服極限230 MPa。將泵軸材料升級為35CrMo，調質處理，增強材料的抗疲勞強度，其抗疲勞強度為470 MPa。

改進泵軸的變徑過渡方式，將葉輪段軸徑由22 mm，改進為26 mm，同時一、二級葉輪、級間軸套及葉輪鎖母（直徑改為18 mm）做相應改變，防止應力集中導致的泵軸斷裂。

3.效果

改進后的泵軸，使用中未再發生斷軸事故，裝置工藝操作穩定性和可靠性提高。同時維修工作量大幅降低。