农业用离心泵叶轮故障原因分析

施宝海

（海南省锅炉压力容器与特种设备检验所，海口 570100）

本文以2015 年9 月底某农场的一台水泵叶轮发生断裂为例，研究了离心泵叶轮断裂失效的原因。该水泵类型为离心泵，泵内介质为灌溉水，其正常流量为311.6～318.0 m3•h-1，操作温度为30 ℃，水泵入口压强为0.050 7 MPaG，出口压强为34.5 MPaG，扬程为3 515.13～3 587.00 m，泵轴功率为4 344 kW，规格型号为ADD6×12，泵壳体材质为C-6，泵叶轮直径为374 mm，为闭式叶轮，其材质为GX4CrNi13-4（1.431 7）不锈钢。

1 理化分析

1.1 叶轮宏观、低倍分析

经检查，叶轮前盖板完好，后盖板外表面上有大量密集的点蚀坑存在，如图1 所示。叶轮后盖板有局部破损，在叶轮边缘处有部分缺失，形成一个断口，并有裂纹与断口相连，且后盖板外表面上也有大量密集的点蚀坑存在。另外，叶轮的叶片表面及流道上未见有明显的冲刷减薄和空蚀破坏痕迹，仍保持着粗糙的铸态表面，只是有些锈蚀点存在，如图2 所示。

图1 水泵叶轮形貌

图2 水泵叶轮腐蚀形貌

叶轮后盖板上的断口处，未见有明显的塑性变形，为脆性断裂。观察叶轮发现，叶片与后盖板成直角相连，且连接处的圆角很小。通过观察该断口，确认裂纹起源于叶片出口与后盖板的交接处，并由此向叶轮后盖板内扩展，最终造成叶轮后盖板的断裂破损。另外，在叶轮后盖板的断口上，可见裂纹扩展形成的弧线具有疲劳断裂的特征。

该叶轮有5 个叶片，断裂只发生在其中一个叶片出口与后盖板的交接处。通过观察，发现叶轮的另外4 个叶片出口与后盖板的交接处都存在着大小不等且走向与已断部位裂纹走向相同的裂纹。……