Page 49 - 理化检验-物理分册2022年第七期

周海彦, 等: 水环真空泵轴断裂失效的原因

进行了理化检验及分析, 并提出合理建议, 以避免类
似事故的再次发生, 保证装置能长期、 安全地运行。

1 理化检验

1.1 宏观观察
对断裂泵轴进行宏观观察, 发现泵轴断裂于螺
纹退刀槽处, 该处存在一定的应力集中; 轴 断面平
整, 有腐蚀痕迹[ 见图 2a )]。轴断面存在两处裂纹
源, 瞬断区位于两处裂纹源对面, 轴断面呈 脆断模
式, 与 SUS304 奥氏体不锈钢的纯机械断裂模式不
同。断口附近轴柱面存在严重腐蚀, 局部螺纹被完
全腐蚀, 呈 黄 棕 色, 腐 蚀 区 域 失 去 金 属 光 泽 [ 见 图
2b )]。进一步检查螺纹锁紧螺母与叶轮轴 孔的腐
蚀形貌, 两者均呈现明显的缝隙腐蚀特征( 见图 3 )。

图 4 裂纹源 1 区及扩展区 SEM 形貌

图 2 断裂泵轴宏观形貌

图 3 螺纹锁紧螺母及叶轮轴孔腐蚀形貌
图 5 疲劳条带区能谱分析位置与结果
1.2 扫描电镜分析 1.4 金相检验
对轴断面进行扫描电镜( SEM ) 观察, 裂纹源 1
1.4.1 断面显微组织
区及扩展区 SEM 形貌如图 4 所示, 图 4a ) 中可见明
在轴断面上取样进行金相检验, 可见断面显微
显腐蚀坑, 图 4b ) 为典型疲劳条带形貌。
组织为奥 氏 体, 并 存 在 较 多 的 点 蚀 坑, 依 据 GB / T
1.3 能谱分析
4334 — 2020 《 金属和合金的腐蚀 奥氏体及铁素体 -
对疲劳条带区进行能谱分析, 发现局部 Cl 富 奥氏体( 双相) 不锈钢晶间腐蚀试验方法》 判定该组
-
集, 整个断面都有 Cl 分布, 局部硫、 氧、 钠及钾元素 织为七类凹坑组织( 见图 6 )。
-
富集。能谱分析位置与结果如图 5 所示, 元素分析 1.4.2 轴向显微组织
结果如表 1 所示。 将泵轴沿轴向切开, 发现退刀槽口处存在垂直
3 3