电站给水泵液力偶合器勺管断裂原因分析.pdf

2 0 1 3 年第 3 1 卷第 5 期 内 蒙 古 电 力 技 术 I NNER M0NG0LI A ELECTRI C P0W ER 6l d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ~ ． i s s n ． 1 0 0 8 — 6 2 1 8 ． 2 0 1 3 ． 0 5 ． 0 2 2 电站给水泵液力偶合器勺管断裂原 因分析 张涛 ， 田峰 ， 李子秋 ， 蔚瑞。 ， 侯国新 ( 1 ． 内蒙古电力科学研究院， 内蒙古呼和浩特0 1 0 0 2 0 ； 2 ． 内蒙古华宁热电有限公司， 内蒙古乌兰察布0 1 2 0 0 0 ) 摘要 ： 某 电站 l 号机组 2 号给水泵液力偶合器勺管在运行 中发生断裂， 采用宏观分析 、 化 学成分分析、 力 学性 能试验、 金相显微分析及扫描 电镜断 口分析等手段 对断裂原 因进行 了分 析 。结果表 明， 该勺管锻 造退火后未进行正火处理 ， 组织 中遗传 了大量魏 氏组织和 网状铁 素 体等不 良组织 ， 使其材质脆化 ， 强度 降低 ； 后续进行的调质处理又在局部区域产生 了淬硬马氏 体并伴随淬火裂纹； 当勺管运行中因发生卡涩弯曲等而承受较强应力时， 淬火裂纹迅速失稳 扩展 ， 进而引发 勺管整体断裂。对此提 出加工过程 中应严格执行工艺， 锻造退火后及 时进行 正火处理来消除不良组织， 以获得组织和性能良好的材料等建议。 关键词 ： 液力偶合 器； 勺管断裂 ； 热处理 ； 淬火裂纹 文献标志码 ： B 中图分类号 ： T G1 1 5 ； T K 2 2 3 ． 5 2 文章编号： 1 0 0 8—6 2 1 8 ( 2 0 1 3 ) 0 5—0 0 6 1 —0 3 An a l y s i s o n Cr a c k i n g C a u s e o f S c o o p T u b e f o r Wa t e r F e e d i n g P u mp F l u i d C o u p l i n g o f P o w e r S t a t i o n Zha ng Ta o ，Ti a n Fe n g ，Li Zi q i u ，Yu Ru i ，Ho u Guo x i n ( 1 ．I n n e r Mo n g o l i a E l e c t r i c P o we r S c i e n c e & Re s e a r c h I n s t i t u t e ．I n n e r Mo n g o l i a Ho h h o t 0 1 0 0 2 0 ； 2 ． I n n e r Mo n g o l i a H u a N i n g T h e r ma l E l e c t r i c i t y C o ， ． L t d ． ， I n n e r Mo n g o l i a U l a n c h a b 0 1 2 0 0 0 ) Ab s t r a c t ： T h e fl u i d c o u p l i n g s c o o p t u b e o f No ． 2 wa t e r f e e d i n g p u mp wa s b r o k e n w h e n un i t 1 wa s r u nn i n g ． The c r a c k i ng c a u s e o f s c o o p t u b e wa s i n v e s t i g a t e d b y me a n s o f ma c r o s c o p i c a na l y s i s ， c he mi c a l c o mp o s i t i o n a n a l y s i s ， me c h a n i c a l p r o pe r t y a na l y s i s ， mi c r o s t r u c t u r e e x a mi n a t i o n a n d S EM a n a l y s i s ．T h e r e s u l t s h o w e d t h a t s c o o p t u b e wa s n o t t r e a t e d b y n o r ma l i z i ng t r e a t me nt a fte r f o r g e a nn e a l i n g ， s o l o t s o f r e t i c u l a t e c ~ - f e r r i t e s a n d wi d ma n s t a t e n s t r u c t u r e p r o d u c e d w h i c h l e a d t o f r i a b l e ．Be s i d e s ，t h e q u e n c h e d s t ruc t u r e a n d q u e n c h i n g c r a c k s g e n e r a t e d b e c a u s e o f mo d i f i e d t r e a t me n t i n l o c a l a r e a ．T h e q u e n c h i n g c r a c k s e x t e n d e d r a p i d l y l e a d t o s c o o p t u b e wa s b r o k e n wh e n p o w e r f u l b e n d i n g s t r e s s wa s a p p l i e d t o i t ．So t r e a t me nt t e c h no l o g y s h o u l d be e x e c u t e d s t ric t l y ．I n o r d e r t o a c q u i r e g o o d mi c r o s t r u c t u r e a n d p r o p e rti e s o f ma t e ri a l ， i t i s n e e d e d t o e x e c u t e n o r ma l i z i n g t r e a t me n t a f t e r f o r g e - a n ne a l i n g 0 引言 Ke y wo r d s ： fl u i d c o u p l i n g ；f r a c t u r e o f s c o o p t u b e ；h e a t t r e a t me n t ；q u e n c h i n g c r a c k s 某电站 1 号机组 2 号给水泵在转速 4 3 0 0 r ／ mi n 、 给水流量 4 1 1 t ／ h 工况下正常运行 ， 此时机组负荷为 1 5 1 M W， 液力偶合器勺管开度 6 3 ％， 勺管振幅垂直 方 向4 6 m， 水平方 向3 2 m。运行一段 时间后 ， 液 [ 收稿 日期】2 0 1 3 — 0 7 — 1 2 [ 作者简介】张涛( 1 9 8 2 一) ， 男 ， 内蒙古人 ， 硕士， _ 【 程师， 从事电力设备无损检测和失效分析工作。 2 0 1 3 年第 3 1 卷第5 期 张 武 ： 离心一次风机选型偏大问题的改造处理 6 7 表6 3 0 0 MW负荷时一次风机改造前、 后运行参数对比 大幅降低 ， 改造工作取得 良好效果。 5 结束语 为 了保证机组 出力不受限制 ， 火 电厂在进行风 机选 型时往往裕量偏大 ， 带来 了机组投产后 经济性 差， 以及设备易损坏等安全隐患 。内蒙古大唐国 际托克托发 电有限责任公 司通过技术 改造 ， 解决 了 一 次风机调节能力差 、 振动大 、 噪声大等问题 ， 提高 了风机运行 的可靠性和经济性 ， 保障了锅炉机组 的 安全稳定运行 。 参考文献 ： [ 1 ]沈阳鼓风机研究所． 风机技术[ M】 ． 沈阳： 沈阳鼓风机研究 所 ， 2 0 1 1 ： 9 — 1 2 ． [ 2 】望亭发电厂． 3 0 0 M W火力发电机组运行与检修技术培训 教材． 锅 炉『 M ] ． 北京 ： 中围电力 出版社 ， 2 0 0 2 ： 2 0 2 — 2 4 5 ． [ 3 】邵和春． 火电厂锅炉检修工艺[ M ] ． 北京： 中国电力出版社， 2 0 0 8 ： 3 2 6 ～ 3 3 1 ． 【 4 】杨国春， 赵计平 ， 于海东． 1 2 号炉一次风机叶轮改造分析 f J i ． 华北电力技术， 2 0 0 9 ( S 1 ) ： 5 5 — 5 7 ． 【 5 ]林凤华 ， 彭俊珍．6 0 0 MW单元机组锅炉燃烧控制系统设 计【 J J ． 孝感学院学报， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 3 ) ： 5 7 — 5 9 ． 编辑 ： 白永 军 ◇ + ⋯一 一 + * + 一 一 一 一 + 一 + 一 一 ⋯ 、 ，⋯一+ 一 一 + 一 ⋯ 一 一⋯ 一⋯ 一 ◇ ◇ I 一 0 0 6 3 I) 2 ． 1 淬硬马氏体产生原因 4 0 C r 作为加工机械零部件常用 的亚共析钢 ， 经 锻造 、 退火 、 正火及调质处理后其组织应 为均匀细 小的回火索 氏体+ 少量点粒状碳化物 。而该勺管组 织 中存在 的大量 网状铁素体及粗大魏 氏组织为锻 造 加工遗 留组织 ( 因锻造温度 高 ， 高温冷 却速度较 快 、 中温段冷却速度较慢形成 ) ， 且 晶粒大小不均 ， 主要影 响材 料 的强 度 和韧性 1 。这 说 明锻造退 火 后 、 调 质处理前 ， 未进行正火处理将魏 氏组织和 网 状 铁素 体等 不 良组 织消 除 ， 造成 了不 良组织 的遗 传 。 2 ． 2 淬火裂纹产生原因 淬火裂纹是在淬火过程中当奥氏体转变为马 氏体时 由于容积增大产生的内应力造成 ， 淬硬马氏 体 的生成引起 材料 的变形 ， 而 当内应力超过材料 的 抗拉 强度时导致材料最 终开裂 。局部 区域存 在 淬 硬马氏体及淬火裂 纹同时也说 明调质处 理存在 工艺或操作不 当等问题。 3 结论及建议 综合以上分析 ， 勺管断裂的主要原 因是 由于加 工 时锻造退火后未及 时进行正火处理 消除魏氏组 织及网状铁素体等不良组织， 致使其遗留； 随后进 行 的调质处 理工艺 由于操 作不 当或其他原 因在局 部区域形成淬硬马氏体及淬火裂纹 ， 提供了断裂 的 裂纹源， 当勺管运行中与支撑部位摩擦等承受较强 弯 曲载荷 时 ， 在弯 曲应力作用下 ， 淬火裂纹失稳扩 展进而导致整体断裂。 建议在加工过程 中严格执行工艺标准 ， 锻造退 火后及时进行正火处理来消除不 良组织 ， 然后再进 行 调质处 理 ， 以获 得组织 和性 能 良好 的材料 。此 外 ， 还应合理调整勺管运行状态 ， 避免局 部所受应 力过大 参考文献 ： [ 1 ]姜求志， 王金瑞 ， 马士林 ， 等． 火力发电厂金属材料手册 [ M1 ． 北京 ： 中国电力出版社 ， 2 0 0 0 ： 5 1 5 ． [ 2 ]国家质量技术监督局． G B ／ T 3 0 7 7 --1 9 9 9合金结构钢【 s ] ． 北京 ： 中国标准 出版社 ， 1 9 9 9 ： 5 - 9 ． [ 3 】 R． F ． Me h l ，C ． S ． B a r r e t t ．S t u d i e s U p o n t h e Wi d ma n s t a t t e n S t r u c t u r e [ M] ． A I ME ，1 9 6 0 ： 3 5 3 ． [ 4 】美 国金属学会． 失效分析与预 M] ． 北京 ： 机械工业出版 社 ． 1 9 8 6： 4 4 4 ． 【 5 ]张博． 金相检验【 M】 ． 北京： 机械工业出版社 ， 2 0 0 9 ： 2 7 ． 编辑 ： 王红