双吸离心泵叶轮破裂原因分析及改进措施.pdf

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1、第6期-95-腐蚀防护双吸离心泵叶轮破裂原因分析及改进措施刘福春（沧州大化聚海分公司，河北沧州061000）[摘要]对双吸离心泵叶轮损坏情况进行了分析，结合管路特点、操作特点，判断叶轮叶片损坏原因主要为气蚀所致。分析转子结构特点，叶轮裂纹主要原因是结冰冻胀导致致。为此针对损坏原因，提出了改进措施。[关键词]双吸离心泵；叶轮；断裂；管路；气蚀某工业循环水装置，有三台循环水泵，正常工作时二开一备。设备运行5个月后，检查发现二台主运行泵的叶轮叶片出现孔洞、断裂损坏，三台泵叶轮轮毂处均出现贯通裂纹，叶轮整体全部报废。1水泵参数3流量：6500m/h；扬程：52m；必需汽蚀余量：5.2m；转速：740r

2、pm；功率：1250kw；工艺介质：循环水；密封型式：填料密封；主体材质：铸铁。2破裂情况2.1孔洞。叶片损坏较大孔洞2处，孔洞为不规则图3裂纹椭圆形或长条形，孔洞最宽处约80mm，最长处约200mm。其它小孔洞周围，或尚未出现穿透凹坑3原因分析周围，存在密集自中部向外渐疏有规律的蜂窝状3.1管路系统。循环水泵为地上布置，入口管路直麻坑。孔洞、麻坑位置分布在吸入口叶片外侧，径为1200mm，管道吸入口为与管道等径的90°弯如图1。头，距池底600mm，外壁距池壁950mm。按要求2.2断裂。其中较大断裂叶片有3处，断裂形状呈水泵入口管道，吸入口距池底最短距离应为1倍管三角型，最大边约200mm

3、。其中一侧每个叶片出径，吸入口外壁距池壁应为1.5倍管径，且吸入口现大小不等裂损。断裂位置在吸入口叶片外侧，宜设1.25倍管径喇叭口。显然吸入口距池底及池壁如图2。距离偏短，且未设喇叭口，这样的直接后果是在2.3裂纹。在叶轮轮毂处沿轴向及径向全部贯通的吸入口处产生空气吸入涡，造成气蚀，从而出现裂纹，如图3。密集蜂窝状麻坑，严重处出现孔洞。另外在水泵运行过程中，曾较长时间出现严重的异常杂音，与气蚀现象相吻合。3.2叶轮材质。叶轮材质为HT150，铸铁组织较疏松，抗气蚀性能较差。从力学性能分析，铸铁属脆性材料。另外叶轮加工过程中不排除存在制造作者简介：刘福春（1973—），男，河北沧州人，本科学历

4、，中图1孔洞图2断裂级工程师，主要从事化工装置设备管理与维修工作。石油和化工设备-96-腐蚀防护2017年第20卷缺陷的问题。在水泵出现气蚀过程中，局部承受高频率、大作用力的冲击，从而导致断裂。3.3叶轮拆检时间在1月份，当年极端温度曾为-13℃。从转子结构（如图4）分析，叶轮内部为空腔结构，叶轮与档圈之间有O型圈密封，轴套外侧有O型圈密封，且轴套外侧在填料密封外部露在大气中。只有轴套与档圈之间无密封，且此处置于水图4结构示意图泵蜗壳内。叶轮轮毂与轴是间隙配合，间隙值0.3mm，档圈、轴套与轴也是间隙配合，在水泵运行或放置时，水就从轴套与档圈之间进入叶轮空腔中，长时间叶轮空腔将充满水。当气温下

5、降至零下便结冰膨胀将叶轮胀裂。因此叶轮轮毂裂纹属叶轮空腔内积水结冰所致。3.4从水泵特性曲线分析（见图5），泵的高效区3点在6500m/h，扬程52m。当向右偏离高效区间，3扬程低于5m时，流量超过7020m/h，必需汽蚀余量大于6m。偏离愈大，流量愈大，汽蚀余量愈大。导致泵吸入口管道流速过大，当吸入口流量较泵工作点流量低时，入口管道出现真空现象，造成气蚀。4改进措施图5水泵性能曲线4.1管路改造。管路入口改为Φ1200×1400mm异径弯头，且弯头下边缘距池底为1000mm，外壁距池壁为1500mm。泵入口管路增加真空压力表，实时4.5转子组装过程中，在档圈与轴套之间增加O型监测泵入口压力，

6、避免出现真空现象。此压力表圈，并在轮毂、档圈、轴套之间涂厌氧密封胶，处可做为开泵前管道排气口。避免水由此进入叶轮内部空腔，并在冬季对泵整4.2叶轮材质改为硬度较高耐蚀的2Cr13材质。体采取防冻保温措施。4.4将水池溢流口提高100mm。细化操作，保持水池液位始终高于水泵最高点，并且在水泵高效点收稿日期：2017-02-10；修回日期：2017-04-12运行。