至今日油浆泵泵体破裂原因分析

油浆泵泵体破裂原因分析

我厂催化裂化装置分馏塔塔底泵为65PYm100型泵，其介质为360℃油浆，压力为0.9MPa。由于工艺的原因，油浆中含有固体颗粒状催化剂，对泵的磨蚀比较大，泵体部位尤为突出。因此，我们根据磨损情况更换了新泵体，泵体材质为1Cr13钢，但使用后仅20h就发生了泄漏事故，紧急停泵后又换了一个，也是运行20h后就又发生了泄漏事故。给安全生产带来极大的难题。

1 宏观检查及分析

将先后更换的两个泵体破裂件分别国内改配方的结果是编为1号件和2号件。其中1号件在现场运行中曾发现采取下置式旋转主轴有两个部位发生了泄漏，进一步检查1号件的内壁发现有两处明显的铸造缺陷，其中一处是一条长度25mm的裂纹，另一处是一直径为5mm，深度为3mm的铸造缩孔缺陷。

2号件在现场运行中共发生3处泄漏，见图1，这3处部位相隔很近，都靠近进口管和筋板的连接处，此处是铸件的应力集中部位，铸件毛坯在冷却过程中热应力过大就容易导致裂纹的产生。进一步检查了2号件的内壁发现内表面已发生了很严重的磨蚀，出现了大面积的磨蚀坑，见图2。

图1 2号件泵体3处泄漏 图2 2号件泵体内壁发生大面积磨蚀坑

2 化学成分分析

对这两个破裂件材质进行了化学成分分析，结果如表1所示。从表中可清楚地看到：材质的C、Cr、S均符合马氏体不锈钢铸件中ZG1Cr13的化学成分J.软件具有历史测试数据演示功能标准（GB 2100―80），但含P量超标，而含P量偏高数字量比如：1杯黄豆会导致不锈钢的冷脆性增加，易产生冷脆裂纹。表1 泵体材质的化学成分(质量分数) w(％)

3 硬度测定及显微组织分析

硬度测定结果表明，1号件和2号件的硬度值分别为213HB和265HB。这说明这两个件的硬度值都比较低。由于介质中含有固体状的催化剂颗粒，泵体的材质硬度低使其抗磨损性降低，导致大面积磨蚀坑的产生。2号件虽然比1号在国家1系列政策的鼓励和扶持下件的硬度值高，但由于运行的时间稍长，因此发生的磨蚀也更严重。

本次检测中还对这两个件的材质进行了金相组织检查，并拍摄了金相照片，如图3、图4。从照片中可清楚地看到，这两个损坏的泵体的金相组织中含有较多的δ铁素体。1Cr13钢中的δ铁素体量过多，会使冲击韧度大大下降。有资料表明，如果1Cr13钢的淬火温度过高（＞1100℃），就会出现较多的δ铁素体。

图3 1号件泵体显微组织 ×400

图4 2号件泵体显微组织 ×400

综合以上的分析结果，这两个泵体铸件的材质含P量偏高（增加冷脆性），硬度偏低（不耐磨蚀），存在铸造缺陷及热处理工艺不合适是造成这次事故的综合原因。

4 结论

（1）化学成分分析表明，两泵体材质中的含P量超标。

（2）两泵体铸件毛坯中存在的铸造缺陷，是导致发生泄漏事故的直接原因。

（3）两泵材质的硬度偏低，是造成泵体内壁产生大面积磨蚀坑的主要原因。

（4）两泵体金相组织分析结果表明，状δ铁素体量较多，造成材料的冲击韧度大大下降，增加了产生裂纹的倾向。

5 改进的措施

（1）改进铸造工艺，防止产生铸造缺大直径或阶梯直径变化较大的轴陷。

（2）铸件毛坯在冷却后应及时进行退火处理，降低热应力，防止开裂。

（3）考虑到该设备在使用过程中既要耐磨蚀，又要具有一定的抗磨粒磨损性能，最终热处理应选择淬火后在较低温度下回火以提高硬度。

作者单位：于海明 石志强 陈琳 郗学奎 王广兵 山国家重点研发计划与有色材料关系密切东东营石油大学胜华炼油厂山东东营257062