一、事情经过

1号机组年11月10日1号间冷泵故障经过：

06时10分，1号机组负荷.40MW，主汽压力13.96Mpa，主汽温度：.53℃，1号循环水泵运行电流.94A，2号循环水泵备用，机组遥调投入，顺序阀运行。

06时14分，1号循泵电流.54A，机组真空-89.82kpa，电流突降至75.08A，机组真空开始下降。

06时16分，机组真空-27.52kpa，机组手动打闸。

06时24分，启动2号间冷泵。

09时49分，机组并网运行。

10日下午公司组织厂家技术人员到场进行原因分析，分析认为，泵轴可能断裂（水泵运行电流74A，与电机空载电流基本一致），公司要求厂家立即组织生产轴系所有备件一套，计划在12月10前到货，以便机组检修时进行更换泵轴。

11月26日，1号机组锅炉泄漏消缺期间，从1号间冷泵出口侧进入泵体内检查，通过电机盘动转子，电机、联轴器直至密封盘根处轴系均转动，但水轮不转动，判断间冷泵轴断裂。27日再次催促厂家备件加快制造进度，同时公司领导考虑到2号间冷泵存在断轴可能性，要求设备部催促厂家再制造一套转子备件，已备急用。

1号机组年12月01日2号间冷泵故障经过：

22时38分，1号机组负荷.39MW，主汽压力15.06Mpa，主汽温度：.6℃，2号循环水泵运行，1号泵故障停运，机组遥调投入，顺序阀运行。

22时28分，2号循泵电流.0A，机组真空91.64kpa，电流突降至75.35A，机组真空开始下降。

22时30分，机组真空-26.39kpa，机组手动打闸，机组停机消缺至现在。

12月02日，1号间冷泵解体后，发现1号间冷循环水泵在下轴承套凸肩处断裂，断面见照片。

图1：1号泵断轴（上半截已送出加工试样）

图2：1号间冷循环水泵轴断裂处

图3：1号间冷泵轴断口形貌

12月2日，2号间冷泵解体后，发现2号间冷循环水泵在下轴承套下凸肩靠近盘根套处断裂。

图4：2号泵断轴（下半截已送出加工试样）

图5：2号间冷泵轴断裂处

图6：2号间冷泵轴断口形貌

二、原因分析

年12月2日公司立即组织召开分析会，12月3日生产领导、安生部相关人员驻厂组织分析。

1、设备概况：

循泵型号：YJG48左-43；单泵流量：m3/h；单泵扬程：19.7m；额定功率：0KW；转速：rpm；生产厂家：长沙水泵厂有限公司。

1机组和2号机组分别于年9月、7月结合1、2号机组检修时，完成了间冷循环水泵的技术改造工作，改造厂家：湖南山水节能科技股份有限公司，改造内容如下：

A、更换叶轮：重新设计流线，确保流量和扬程满足现场需要。

B、泵轴材质更换：材质由45号钢改进为2Cr13。

C、泵盖（下）更换：改为整体铸造结构，加强筋板及上下法兰不采用焊接结构，材质为铸钢-20。

D、机械密封改造为盘根密封。

E、水泵下轴承室增加衬套。

2、泵轴断裂原因分析

2.1泵轴在各轴颈变化位置设置过渡倒角为R1、R1.5，设计偏小，同时，1号泵轴肩倒角表面粗糙，存在加工刀痕和明显磨损痕迹。倒角设计偏小、表面粗糙，易造成应力集中，是造成泵轴断裂的间接原因。

2.月3日大唐东北所金属人员到场，对1、2号泵轴进行断口宏观检查，在泵轴外周均可见明显疲劳裂纹源，疲劳裂纹由疲劳源向轴芯部扩展，出现放射状贝壳纹路，通过断口观察初步推断泵轴为疲劳断裂。1号泵轴断口氧化现象较轻，基本呈金属颜色，2号泵轴断口存在明显氧化痕迹。查看泵轴调质处理温度曲线，发现泵调质处理过程中，加热温度、温升速率以及保温时间(规程要求4-5小时而实际仅有1.5小时，见附件湖南山水工艺规程和实际热处理升温保温曲线）、冷却速度与相关规程存在偏差，影响泵轴机械性能。12月4日对断轴进行金属试样加工并送至东北所进行理化试验。12月8日东北所出具结果如下：

1）从宏观断口分析可知，该轴的断裂形式属金属疲劳断裂，可以发现明显的疲劳断裂源区，存在贝壳纹状疲劳扩展纹路。随后，由于材料强度过高，塑性过低，疲劳裂纹产生后，断裂方式以脆性断裂为主，造成泵轴运行时间较短即发生断裂失效。

2）2Cr13属亚共析钢，如果退火预备组织完善，淬火加热能使碳化物充分固溶于奥氏体，可获得无残余铁素体或少量铁素体及中等针状马氏体，回火后获得回火马氏体组织，经调质处理后其耐蚀性与强韧性均会优良。Cr13型不锈钢，Cr含量高，导热性差，淬火加热时应十分缓慢，并采用充分预热或分级加热，淬火后由于相变的体积效应、组织应力应及时回火。本例中，通过观察断轴其金相组织，说明该轴没按正常的热处理工艺（调质）进行加工，原因为：其一，轴内部存在大量未熔块状铁素体，从表面至芯部逐渐增多，说明淬火温度不足或保温时间不够；其二，材料内部晶界位置存在大量碳化物析出，证明淬火工艺未达到理想目的，或者回火处理不足或保温时间不够，造成了析出的碳化物类型及数量的变化；其三，通过调质处理可以降低材料硬度，提高塑性。此失效泵轴硬度明显偏高、塑性不足，虽然表面热处理层硬度有所下降，但仍明显高于标准值，造成了材料的综合力学性能不足，裂纹一旦发生即快速扩展，造成泵轴的短期失效。

3）轴的表层硬度比中心部位低，这是一个少见的现象，说明热处理单位为达到表面硬度要求只采取了降低表层硬度的措施，而未严格按热处理工艺进行加工，表层与芯部组织有较大区别，造成表层与芯部硬度相差较大，导致工件存在较大内应力，而工件的非正常调质组织也导致其综合机械性能下降，实际的力学性能检验结果也表明其强度硬度高，而塑性指标很差，硬而脆。

4）轴肩处本来就是应力集中处，加之该处为硬度过渡区，在外力反复作用下极易萌生裂纹，同时泵轴轴肩倒角施工与设计图不符，设计值偏小，加工表面粗糙，存在明显加工刀痕和磨损痕迹，结合泵体解体后现场检查情况，倒角加工的不规范，加重了应力集中现象，非常不利于零件的安全运行。

综上所述：1号、2号间冷循环水泵泵轴的断裂形式为疲劳→脆性断裂，造成这一断裂的主要原因是热处理质量较差，没达到其正常的组织状态，泵轴热处理后力学性能达不到标准及技术要求，这是泵轴断裂的直接原因。另外，各轴肩处倒角设计偏小，存在加工刀痕和明显磨损痕迹。倒角设计偏小、表面粗糙，易造成应力集中，是造成泵轴断裂的次要原因。

三、暴露问题

1、生产厂家湖南某公司对泵轴热处理工艺把控不严，热处理工艺存在漏洞，加热时间、冷却温度速率等与规程规范的要求有较大偏差，泵轴力学性能达不到标准，没达到其正常的组织状态，是造成泵轴断裂的直接原因。

2、水泵设计存在问题，泵轴轴肩倒角设计存在偏小，加工精度不高，存在可见加工刀痕，造成轴肩处存在应力集中隐患，是造成泵轴断裂的间接原因。

3、公司相关人员风险意识不足,敏感性不强，在1号泵轴断裂后对2号泵轴断裂的可能性估计不足，对水泵零部件的制造和到货进度督促不力，致使设备到货不及时，延误了设备的处理时间。

4、设备到货验收不到位：泵轴进厂后，对泵轴材质进行了光谱检验，轴肩、键槽等易造成应力集中等部位进行了着色检查，但未能发现泵轴轴肩倒角设计值R1偏小的隐患，对零件加工精度检查不足。

5、监造工作力度不够：在设备制造阶段，派驻了设备催货人员，但催货人员见证了制造过程，督促了制造进度，对制造过程中质量问题特别是深层次问题如加工尺寸是否符合图纸要求、是否符合设计规范等重视不足、能力不够。

四、防范措施

1、要求厂家在备件泵轴制造时，严格执行泵轴热处理工艺规范、技术要求。

1.1完成时间：12月7日1号机组2号间冷泵泵轴到货开始安装，12月9日1号机组2号间冷泵试泵正常，机组具备启动条件。

2号间冷泵泵轴设计与加工工艺的改进：在此次加工时将倒角由原来的R1变更为R2。热处理工艺未做变化，仍然沿用原热处理工艺。轴肩处的倒角改变可以减小此处的应力集中，改善机械性能，但效果有限。根据东北所的分析报告，本次间冷泵泵轴断裂的主要是热处理工艺不当造成，虽然湖南山水节能科技公司对此根泵轴提供了性能保证承诺，由于热处理工艺未做改进甚至未能达到其出具的工艺要求，泵轴的机械性能没有完全保证，有可能短时间内再次断裂。

针对目前安装在1号机2号间冷泵的泵轴仍然存在断轴隐患，安排生产厂家再加工一根泵轴，热处理工艺按照新制定的工艺执行，我公司安排金属监督专业人员见证试件力学性能试验，试验合格后进行精加工。

1.2由湖南厂家提供图纸及处理工艺规程，委托沈阳恒运泵业有限公司加工制作一根泵轴，目前热处理已经完成，正在进行精加工，预计年12月14日到场安装在1号间冷泵，预计12月16日24:00安装完成。

2、厂家对备件泵轴轴肩、台阶等倒角更改为大于R2(原设计为R1、R1.5），同时对泵轴进行刚度、强度、稳定性校核计算，确认轴径选取是否合理，校核计算应按最危险界面（薄弱轴颈处）进行。

完成时间：年12月5日

3、为了保证2号机组2台间冷泵安全运行，安排厂家再加工2根泵轴。目前泵轴粗加工已完成，正在进行热处理，已安排金属专业人员和汽机专业人员去湖南山水见证热处理过程、热处理后的机械性能试验以及加工尺寸校核等。

完成时间：年12月17日到货。在2号机组停机时安排更换#1、#2间冷泵泵轴。

4、加强设备到货验收管理，对照图纸逐件、每个部位详细校，返现问题及时反馈、验证。

责任人：设备部点检人员，完成时间：长期。

5、加强监造工作管理，监造人员要对图纸、工艺的执行等影响质量问题的因素重点监督、跟踪，发现异常及时制止、纠偏。

责任人：维护部技术人员，完成时间：长期。

五、责任考核：

1、年11月10日非计划事件考核：

1.1、造成本次机组低真空保护停机的主要原因为运行中的1号间冷循环水泵内部故障，水泵出力消失，造成机组间接空冷循环水停滞，导致凝汽器内真空急剧下降。

依据《公司设备障碍、异常标准及调查统计规定》，认定为设备一类障碍，按照《公司安全生产工作奖惩规定》，考核设备管理部部门领导班子，汽机专业点检长、点检员月度绩效总额的10%。

其中：设备部汽机点检员王某某，技术改造验收管理不到位，对该次事件负主要责任，考核元；设备部汽机点检长靳某某，技术管理不到位，对该次事件负技术责任，考核元；设备部其他汽机点检员，对该次事件负连带责任，考核元；设备部副主任杨某某对该次事件负管理责任，考核元；设备部主任吴某某对该次事件负领导责任，考核元。

同时，维护部汽机维护班副班长吴某某对检修工艺质量监督管理不到位，对该次事件负监督责任，考核元。

1.2、造成本次机组低真空保护停机的次要原因为运行人员对重要参数

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