50AY双级离心泵轴断裂分析及改进

黄东生

（中国石油大学山东石大科技集团 山东东营）

1.问题

50AY型双级离心泵,运行中多次发生断轴事故。为此，对泵轴进行改进。从断轴断面分析，属疲劳断裂，断口有明显的塑性变形，颜色灰暗，可以看到明显的扭曲麻花状。泵轴的断裂80%发生在应力集中区,一是一级叶轮轴肩处，另一是二级叶轮锁紧螺母处。轴肩过渡处的轴径由44 mm变为32 mm，叶轮处直径由32 mm变为22 mm。叶轮螺母处直径16 mm。通过化验分析泵轴材料，牌号属40Cr范围，而Cr含量远远低于国家标准，材料不合格。

2.改进措施

将泵轴材料升级，原泵轴材料为40Cr，疲劳强度为176 MPa，屈服极限230 MPa。将泵轴材料升级为35CrMo，调质处理，增强材料的抗疲劳强度，其抗疲劳强度为470 MPa。

改进泵轴的变径过渡方式，将叶轮段轴径由22 mm，改进为26 mm，同时一、二级叶轮、级间轴套及叶轮锁母（直径改为18 mm）做相应改变，防止应力集中导致的泵轴断裂。

3.效果

改进后的泵轴，使用中未再发生断轴事故，装置工艺操作稳定性和可靠性提高。同时维修工作量大幅降低。