循环水泵轴断裂原因分析

轴断裂原因及特征轴断裂是一种常见的故障现象，其原因和特征多种多样。

本文将从机械应力、材料缺陷和操作不当等方面探讨轴断裂的原因及特征。

一、原因：1. 机械应力过大：轴在工作过程中承受着来自负载、转速、温度等方面的机械应力，当这些应力超过轴的承受能力时，轴就容易发生断裂。

2. 材料缺陷：轴的制造材料存在内部缺陷，如夹杂物、气孔、夹杂物等，这些缺陷会降低轴的强度和韧性，增加了轴断裂的风险。

3. 疲劳损伤：轴在长时间工作中会受到往复应力的作用，反复加载和卸载会导致轴材料的疲劳损伤，最终导致轴的断裂。

4. 腐蚀和腐蚀疲劳：轴在潮湿、酸性、碱性等恶劣环境中工作时，容易发生腐蚀和腐蚀疲劳，造成轴的断裂。

5. 温度变化：轴在温度变化较大的环境中工作时，由于材料的热胀冷缩效应，会产生内部应力，导致轴的断裂。

二、特征：1. 断口形态：轴断裂时，断口一般呈现出典型的断裂形态，如韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂等。

韧性断裂的断口比较平整，呈现出光洁的金属表面；脆性断裂的断口一般比较粗糙，呈现出明显的晶粒断裂特征；疲劳断裂的断口呈现出典型的疲劳条纹。

2. 断口位置：轴断裂的位置通常与其受力情况有关。

常见的断裂位置有轴的键槽、锥度过渡处、轴肩等地方。

3. 断口的颜色：轴断裂后的断口颜色也能提供一些断裂原因的线索。

比如，断口呈现出灰色或黑色的氧化物覆盖层，表明轴在断裂前曾经暴露在空气中；断口呈现出金属光泽，表明断裂是由于机械应力过大引起的。

4. 断口的纹理：轴断裂时，断口往往会出现一些纹理。

比如，韧性断裂的断口呈现出典型的韧带状纹理；疲劳断裂的断口呈现出典型的沿着应力方向的疲劳条纹。

为了避免轴断裂的发生，可以采取以下措施：1. 合理设计：在轴的设计过程中，要根据实际工作条件和负载情况合理选择材料和尺寸，确保轴具有足够的强度和韧性。

2. 优化加工工艺：在轴的制造过程中，要采用合适的加工工艺，避免引入夹杂物、气孔等缺陷，确保轴的质量。

离心泵泵轴断裂分析摘要本文主要介绍某钢铁公司循环水泵在生产中出现断轴的问题，尤其是对轧钢厂某条生产线低压浊环水泵在运行中突发泵轴断裂的现象，通过对下线转子进行解体检查及研究泵组运行模式和水泵启停与阀门开关的操作顺序进行原因分析，并有针对性的提出防范及优化措施。

关键词紧密联接、剪应力、断轴前言此轧钢厂生产线主要以生产工业优特钢为主，配套循环水系统主要用于冷却轧辊、油箱、热交换器及高压水除磷等，循环水泵是整个水循环系统的核心动力输出设备，也是水系统生产工艺调节各液位实现动态平衡的重要组成部分，目前循环泵房配备了15台S型单级双吸离心泵，循环水系统的平稳运行与主线设备能否保持安全稳定生产有着密切的关系，而其中的循环水泵更是起到了至关重要的作用。

1 设备运行概况随着此轧线2013年投产，同时配套循环水系统中的S型单级双吸泵开始投用，前两年运行很稳定，故障率较低，完全可以满足生产的需要。

自2016年起开始出现较为频繁的断轴情况，极端情况时新上线转子使用时间少于300小时，水泵转子年下线台数增至多台，超出了设备标准更新频率，同时对生产的稳定运行造成了一定的隐患，因此深度剖析原因，尽快解决断轴问题势在必行。

2 S型泵结构组成、特点及工作原理2.1结构组成S型泵全称为单级双吸水平中开式离心泵，主要由泵体、泵盖、轴、叶轮、密封环、轴套、轴承部件和填料函组成。

轴的材质为优质碳素结构钢，其它零部件的材质基本上采用铸铁。

2.2结构特点（1）结构紧凑，外形美观，稳定性好，便于安装。

（2）运行平稳，优化设计的双吸叶轮使轴向力减小到最低限度，且有优异水力性能的叶型，并经精密铸造，泵壳内表面及叶轮表面极其光滑具有显著的抗汽蚀性能和高效率。

2.3工作原理水泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，使内部形成真空状态，然后启动电动机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水发生离心运动，被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的输出管路，实现液体的持续输出。

水泵轴承损坏的原因
水泵轴承损坏的原因有多种。

下面是一些常见的原因：
1. 过载：当水泵负荷超过其额定工作范围时，轴承容易承受过大的压力，从而导致损坏。

2. 不正确的润滑：如果水泵轴承没有足够的润滑油或润滑脂，轴承会发生过热和损坏。

3. 轴承老化：随着使用时间的增加，轴承会磨损和老化。

4. 不正确的安装：如果水泵轴承安装不正确，例如安装偏心或倾斜，会导致轴承受到不均匀的负荷，从而加速轴承的磨损。

5. 液体污染：如果水泵中的液体含有杂质或颗粒，这些颗粒可能会进入轴承中，导致摩擦和损坏。

6. 不良的工作环境：如果水泵工作环境中存在高温、高湿度、腐蚀性气体或灰尘等因素，都会对轴承产生负面影响，导致损坏。

7. 设计或制造缺陷：如果水泵轴承的设计或制造存在缺陷，轴承可能会在短时间内出现故障。

以上只是一些常见的原因，具体的情况还需要根据具体情况进行分析。

泵断轴的10个常见因素很多泵用户错误地责备轴断裂时轴材料的选择，认为他们需要更坚固的轴。

但选择这条“越强越好”的道路往往是治标不治本。

轴故障问题可能发生的频率较低，但根本原因依旧存在。

一小部分泵轴会因冶金和制造工艺问题而失效，如基体材料中未检测到孔隙，退火和/或其他工艺处理不当。

一些故障是由于轴加工不当，更小的部分由于设计裕度不足以承受扭矩、疲乏和腐蚀而失效。

对于制造商或者用户来说，另外一个因素是悬臂式泵中的轴挠性系ISF=L3/D4它表示泵在偏离设计点（最佳效率点或BEP）的情况下，轴由于径向力而会偏转（弯曲）多少。

其中，D等于机械密封轴套处的轴径（mm），L为叶轮出口中心线与径向轴承之间的跨距（mm）。

图悬臂泵转子1.阔别BEP工作：偏离泵BEP的允许区域运行可能是导致轴故障的最常见原因。

阔别BEP工作会产生不平衡的径向力。

轴由于径向力而产生的挠度会产生弯曲力，每转两次。

例如，以3550rpm旋转的轴将弯曲7100次/分钟。

这种弯曲动态会产生轴拉伸弯曲疲乏。

假如挠度的振幅（应变）充足低，大多数轴都能应对多个循环。

2.轴弯曲：轴弯曲问题遵从与上述轴偏转相同的逻辑。

从具有高标准/规格的轴直线度的制造商处购买泵和备用轴。

尽职调查是审慎的。

泵轴的大多数公差在0.0254mm至0.0508mm范围内，测量值为总指示器读数（TIR）。

3.叶轮或转子不平衡：叶轮假如不平衡，泵在运行时会产生“轴窜动”。

其影响与轴弯曲和/或偏斜的结果相同，即使停止泵并检查泵轴时，泵轴仍会笔直。

可以说，叶轮的平衡对于低速泵和高速泵同样紧要。

给定时间范围内的弯曲循环次数削减，但位移的振幅（应变）（由于不平衡）保持在与较高速度系数相同的范围内。

4.流体特性：通常，与流体特性有关的问题涉及设计用于一种（较低）粘度但承受较高粘度的流体的泵。

一个例子可能很简单，选择和设计的泵可用于在95F下泵送4号燃油，然后再用于在35F下泵送燃油（相差约235厘泊）。

百万机组给水泵典型事故案例百万机组给水泵典型事故案例：1. 泵轴断裂：由于泵轴长期受到振动和应力的作用，可能导致泵轴断裂。

这种情况下，泵的运行会突然停止，导致给水系统中断，影响机组的正常运行。

2. 泵轴偏斜：泵轴在运行过程中，可能由于材料疲劳、轴承损坏等原因导致偏斜。

这种情况下，泵的运行会不稳定，产生较大的振动和噪音，进而影响给水系统的正常工作。

3. 泵轴磨损：长期运行后，泵轴可能会出现磨损现象，导致泵的转速下降，流量减小。

这将影响机组的工作效率，降低给水系统的供水能力。

4. 泵叶片损坏：泵叶片在运行过程中，可能会因为材料老化、外界物体的碰撞等原因导致损坏。

这会导致泵的效率降低，流量减小，给水系统无法满足需求。

5. 泵腔堵塞：由于给水中杂质或颗粒物的存在，泵腔内可能会堆积物质，导致泵的流量减小甚至完全堵塞。

这将严重影响给水系统的正常运行。

6. 泵启动困难：在机组停机后重新启动，可能会出现泵启动困难的情况。

这可能是由于电源故障、电机故障等原因导致，需要进行相应的维修和检查。

7. 泵密封失效：泵的密封件可能会因为老化、磨损等原因失效，导致泵的泄漏，进而影响给水系统的正常运行。

8. 泵出口压力异常：在给水系统中，泵出口的压力可能会突然发生异常变化。

这可能是由于管道堵塞、阀门故障等原因导致，需要及时排除故障。

9. 泵进口压力异常：泵进口的压力过高或过低，都会影响泵的正常运行。

这可能是由于供水系统压力异常、阀门调节不当等原因导致，需要进行相应的调整和修复。

10. 泵运行噪音过大：泵在运行过程中，如果产生异常噪音，可能是由于泵轴偏斜、轴承损坏等原因导致。

需要及时检修和维护，以保证泵的正常运行。

以上是百万机组给水泵典型事故案例，这些事故可能会对机组的运行产生不同程度的影响，需要及时发现和解决，以保证给水系统的正常供水。

凝结水泵泵轴断裂原因分析摘要：针对某凝结水泵断轴事故，通过对凝结水泵的联轴器位置的强度与配合进行重新核算，并从工艺与装配角度分析泵轴断裂的原因。

分析得出，调整套筒联轴器配合间隙、优化与保证装配泵体与转子的对中性并改善轴加工工艺可以有效改善泵轴断裂情况。

关键词：凝结水泵；联轴器；泵轴；断裂引言新一轮的能源革命加快电力供给侧变革，低碳环保、节能增效与资源优化是电力企业的目标，这对设备稳定性提出了更高要求。

为了节能降耗大型火电厂普遍采用变频调速凝结水泵，根据机组负荷实时调节凝结水泵转速，从而节能增效。

凝结水泵运行中常见缺陷有：a、泵运行期间振动大，尤其在在临界转速区间内；b、泵筒体发生裂纹或者联接螺栓发生松动或断裂，造成泵结构破坏、振动突增等；c、轴系或联轴器发生故障等。

现本文主要就某凝结水泵联轴器位置断轴故障进行分析。

1 凝结水泵断轴故障某600MW超临界发电机组，其凝结水泵型号为10LDTN-6PJ，为六级筒式离心泵，泵的轴向推力由泵本体承受，首级叶轮为双吸叶轮，泵轴由上下两段组成，上、下轴之间由套筒联轴器连接。

凝结水泵满载轴功率1509.7kW，最大功率1863kW。

下轴含组件总重594kg。

泵轴材质为40Cr，扭转许用切应力为63～73MPa（其中定位键的许用切应力30MPa），抗拉强度686MPa，泵轴单位许可扭转角度小于0.5°/m。

筒型联轴器内径与泵轴外径配合为0.02mm的设计间隙配合，扭矩主要通过联轴器与泵轴间的定位键来传递。

故障发生时，凝结水泵运行时推力轴承温度上升达58℃，停泵检修发现首级叶轮的轴套、导轴承磨损严重，第二级叶轮壳轴承压盖螺栓部分脱落，上下轴套筒联轴器定位键磨损，套筒联轴器与上下轴的配合间隙为0.08mm，更换轴套、导轴承并修复定位键后回装。

凝结水泵正常运行一段时间后，电流突然从140A上升至190A，推力轴承温度从33℃上升到36℃，运行声音和振动未发现异常，停泵检修发现上轴联轴器处断裂，宏观观察断面发现存在疲劳裂纹扩展区，靠近泵轴外边缘，如图1所示。

循环⽔泵断轴故障分析循环⽔泵断轴故障分析赵炳强，王雪光，李姝（中国⽯油辽阳⽯化分公司机械检修部，辽宁辽阳111003）要：针对辽阳⽯化公司炼油⼚公⽤车间第⼀循环⽔装置P0306G泵在运转过程中主轴断裂，摘要：对断轴原因做了分析。

通过研究泵轴在叶轮键槽部位的裂纹形状及特点，结合智能巡检系统的具体数据，找到断裂的根本原因。

关键词：离⼼⽔泵；主轴断裂；故障分析；智能巡检关键词：0 引⾔在⽇常维修⼯作中，对循环⽔泵的关注程度远远不及主体装置压缩机和进料泵之类的设备⾼。

在⼤型⽯化装置⽣产过程中，设备冷却和⼯艺系统热交换是必不可少的组成部分。

辽阳⽯化炼油⼚的加氢裂化、加氢精制以及550万t/a常减压等⼀批重点装置在近⼏年相继建成投产，作为辅助装置，公⽤循环⽔系统的平稳运⾏与其它各装置能否保持安全稳定⽣产之间的关系⼗分密切，⽽其中的循环⽔泵更是起到了⾄关重要的作⽤。

1 设备概况辽阳⽯化公司炼油⼚公⽤车间第⼀循环⽔承担全⼚⼤部分重点装置的设备和⼯艺系统的循环冷却任务，其中P0306G是8台循环⽔泵之⼀，型号为350S750A，轴功率280 kW，转速1450r/min，扬程65 m，出⼝压⼒0.7 MPa，是由四川新达⽔泵⼚⽣产的双⽀撑离⼼泵，介质为循环⽔，2012年之前该泵原设计为填料密封，因泄漏的⽔滴经常喷溅到轴承盒内使润滑脂失效，进⽽导致轴承寿命缩短，故障率偏⾼，维修成本较⼤，于2012年将填料密封改造为波纹管式机械密封，收到了较好效果。

2015年10⽉8⽇炼油检修车间巡检⼈员通过智能巡检发现此泵测点4 H 振值为81.941 m/s2，4V测值为66.781 m/s2，其它测点振值⽆显著变化，由于测点4振值较⼤且上升趋势明显，检修车间⽴即通报了⽣产装置的设备管理⼈员进⾏处理，公⽤车间进⾏了确认并及时停车进⾏解体检修。

泵体结构如图1所⽰。

图1 泵体基本结构2 设备振动情况分析根据该⽔泵结构特点和⼯艺状况以及智能巡检采集的数据，可以从以下4个⽅⾯分析该设备可能存在的故障原因：1）⾸先可以排除设备抽空等⼯艺因素。

循环水泵叶片断裂原因分析与处理1. 引言循环水泵在工业生产中具有广泛应用，其中叶片是其核心组成部分之一。

然而，在实际运行过程中，循环水泵叶片断裂的问题时有发生。

本文将对循环水泵叶片断裂原因进行分析，并提出有效的处理方法。

2. 循环水泵叶片断裂原因分析2.1 动态失衡循环水泵叶片断裂的主要原因之一是动态失衡。

动态失衡是指叶片在运转过程中由于各种原因导致受力不均衡，进而引发叶片断裂。

常见的动态失衡原因包括：•叶片质量不均衡：在叶片的制造过程中，可能存在质量不均衡的问题，导致在循环水泵运行时产生动态失衡。

•磨损与腐蚀：循环水泵在长期运行中，叶片可能会因磨损和腐蚀而引起质量不均衡，从而导致动态失衡。

•安装不当：如果循环水泵在安装过程中没有正确调整叶片的位置和角度，也会导致动态失衡。

2.2 过载运行循环水泵在运行过程中如果承受过大的负荷，叶片可能会发生断裂。

过载运行可能导致以下问题：•运行参数设置错误：如果循环水泵的运行参数设置不合理，如流量过大、扬程过大等，会使叶片承受过大的负荷，进而导致断裂。

•异常工况：在某些特殊工况中，如突然停电、瞬时流体冲击等，循环水泵可能会遭受严重的过载，从而引发叶片断裂的风险。

3. 循环水泵叶片断裂处理方法3.1 动态平衡校正为了解决动态失衡导致的叶片断裂问题，循环水泵需要进行动态平衡校正。

动态平衡校正的具体步骤如下：1.检查叶片质量是否均衡，在制造过程中加强质量控制，确保叶片质量均衡。

2.定期检查叶片的磨损和腐蚀情况，并及时采取修复措施，保证叶片质量稳定。

3.安装过程中注意调整叶片的位置和角度，确保叶片的安装准确性。

3.2 过载保护措施为了预防循环水泵叶片断裂的过载问题，可以采取以下保护措施：1.合理设置循环水泵的运行参数，根据实际工况要求进行合理匹配，避免过大的流量和扬程。

2.安装过载保护装置，当循环水泵承受过大的负荷时，及时停机或减速，以保护叶片不受损坏。

3.加强对循环水泵的日常维护，定期检查运行状态，及时发现并解决异常工况，避免过载运行。

《装备维修技术》2021年第2期—67—泵轴断裂原因分析及预防赵 鹏（哈尔滨电气动力装备有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）本文主要探讨的轴泵是某蒸馏装置减压塔顶的吸气泵，又被称为减顶泵，此泵在 运行22个月后，泵轴发生断裂，减顶泵的实际使用寿命明显低于设计寿命，因此对泵轴失效的原因进行分析，探究泵轴断裂的原因，进而制定有效地解决策略，此泵原材料为3Cr13马氏体不锈钢，经过燃烧锻造，对泵轴进行调质处理，转速可以达到每分钟3000转，此泵轴在运转过程中，需要承受轴承间的旋转交变的荷载性能，键槽的底部存在腐蚀的断裂坑。

1材质和性能检验1.1外观检查 由于受油品中腐蚀介质的腐蚀作用，在轴的断裂部位及其附近的外表面，形成了许多沿外表面环，向密集分布的大小与深度不等的蚀坑；在泵轴断裂部位处，键槽的根部成尖角。

1.2化学成分 泵轴的化学成分见表1，性能失效的轴泵化学成分符合国家规定的不锈钢成分标准。

1.3机械性能检验 对失效轴泵纵向切取样本，通过机械加工，制成光滑圆柱冲压样本，针对表2泵轴机械性能及标准值，失效轴泵在常温在，机械性能符合国家规定标准。

1.4金相检验1.4.1非金属夹杂质校验对失效泵轴非金属夹杂质进行校验，断口附近成分为铁的氧化物和铬的氧化物。

铁氧化物呈淡褐色，铬的氧化物呈暗灰色，形态为粗大的圆球状，校验的级别都大于5级，在相关数值的规定内，要求非金属夹杂质，二者校验的级别不能超过5.5，若检验结果显示非金属夹杂质在断口成聚集点状分布，泵轴的质量较差。

1.4.2晶粒度校验对泵轴中的晶粒度进行校验，校验结果显示，晶粒形态大小均匀，晶粒度的等级可达到7级，时效泵轴校验在室温下进行。

1.4.3显微组织校验通过显微镜组织校验，轴泵的整体材料均为马氏体不锈钢材料，其中含有少量的粒状碳化物而退火下的轴泵，在显微镜下，泵轴的结构组织为粒状的珠光体，组织结构周边为断续网状分布的碳化物，发生断裂是由于泵轴淬火加温时间过短，温度过低造成断口，粒状珠光体中的碳化物全部溶出，通过高温调质后，保留着退火后的碳化物，则证明显微镜组织检验不符合要求标准。