（陕西比迪欧化工有限公司，陕西 华县714100）
［摘 要］通过叶轮断口的宏观分析和微区化学成分能谱分析得出了叶轮断裂的原因，提出了避免叶轮断裂的方法，并对叶轮的制造提出了建设性的意见。
［关键词］叶轮；断口；化学成分；能谱分析；腐蚀；改进
［中图分类号］TH 31 ［文献标志码］B［文章编号］1004-9932（2014）01-0042-03
石油化工生产过程中，泵的失效十分常见。目前国内外的学者和相关技术人员对泵常见失效问题的研究主要集中于材料失效和断裂力学两个方面。材料失效的研究主要集中在泵体及相关部件的磨损、腐蚀机理、腐蚀原因及材料选择等方面；断裂力学方面的研究则只是初步的表面判断和分析，并不深入。
1 金属断口分析理论
金属材料的基本失效形式包括以下4种：过大的弹性变形、塑性变形、破裂与断裂、材料变化［1］。其中破坏性最大的失效形式是破裂与断裂，特别是断裂最具危害性。为了找出断裂的机理以及预防措施，学者和技术人员做了大量的实验及理论研究工作，而对各类断口的实际观察和分析研究成为了最为常用和最有效的方法，且随着分析技术的深入和相关仪器的快速发展，断口分析取得了大量的理论性和实用性成果［2］。
断口分析是通过肉眼观察和借助显微分析仪器对断裂过程在断裂件上留下的痕迹进行的综合分析和检测，目的是为了分析揭示断裂的过程、性质和机理。断口分析的3大作用是：① 作为结构材料研究的重要内容之一，用于研究材料的断裂机理；② 对材料进行断裂失效分析；③ 评价材料。
2 叶轮断裂原因分析
2.1 叶轮概况
在某高温炼油装置中，叶轮（闭式单吸叶轮）在运行过程中出现断裂，其断裂位置位于叶轮后盖板前缘区域，如图1所示。
该叶轮材料执行英国BS标准 （BS EN 10213-3—1995）［3］，叶轮材料为GX8CrNi12，数字钢号为1.4107，经Lab-Spark750型火花直读光谱仪对叶轮材料进行化学成分分析，结果见表1。该材料在400 ℃高温条件下的屈服强度为370 MPa。
2.2 叶轮断口的宏观分析
叶轮的厚度为6 mm，断口位于叶轮前缘区域附近。对叶轮断口处进行宏观观察，断口边界为近似圆弧形，断口面内较平齐，断口附近的截面在厚度方向上看不出明显的收缩迹象，既没有出现明显的塑性变形，也没有严重的腐蚀现象出现，但断口处有疲劳扩展的痕迹（疲劳扩展辉纹），呈现出脆性断裂的特征。
初步认为，叶轮前缘处存在缺陷或微裂纹，在长期的使用工况下发生疲劳扩展，当裂纹扩展到临界尺寸后，在外加应力作用下发生快速脆性断裂，最终导致叶轮断裂。
2.3 叶轮断口的微区化学成分能谱分析