中山橫門發(fā)電廠地處廣東省珠江出海口岸的中山市橫門水道，由4臺(tái)循環(huán)水泵擔(dān)負(fù)2臺(tái)125MW汽輪發(fā)電機(jī)組冷卻用水及化學(xué)制水，同時(shí)還提供整個(gè)電廠的消防、生活、綠化、環(huán)保等方面的需要。該廠循環(huán)水泵為1200HLCB3.2—16.5型立式混流泵，設(shè)計(jì)參數(shù)為H=16.5m，Q=11520m3/h，n=485r/min，配套電機(jī)功率N=710kW。1997年5月1號(hào)機(jī)A，B循環(huán)水泵正式投運(yùn)，同年底2號(hào)機(jī)A，B循環(huán)水泵也相繼投運(yùn)。
　　
　　1葉片斷裂情況
　　
　　2004-10-06，1號(hào)機(jī)A循環(huán)水泵在運(yùn)行中出現(xiàn)葉輪葉片斷裂，到11月25日止，在短短的49天內(nèi)4臺(tái)循環(huán)水泵相繼出現(xiàn)斷葉片事故。
　　
　　1號(hào)機(jī)A循環(huán)水泵故障后進(jìn)行了初步分析。該泵工作介質(zhì)為海水、江河水，每年冬季至來年的春季為海水倒灌期，期間江河水氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)(2～10)×10-3，2003—2004年情況更為嚴(yán)重。該泵葉輪輪轂設(shè)計(jì)材料為2Gr13，葉輪葉片材料為1Gr18Ni9Ti，葉輪葉片長度為270mm，寬度為
　　
　　350mm，葉片端面厚度為20mm，根基厚度為
　　
　　20mm，根部焊接寬度為180mm，共7個(gè)葉片組成葉輪組。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)該泵電機(jī)上導(dǎo)軸承振動(dòng)突然增大而緊急停泵，經(jīng)解體檢查，發(fā)現(xiàn)該泵葉輪葉片斷裂一片，斷口在葉片根部，呈亮白色，有金屬的光澤，斷面上帶有明顯的“人”字型紋路，屬脆性斷裂。除斷的1片外，其余6片中的5片根部都有明顯的深淺程度不一的斷裂源。對7片葉片受力面進(jìn)行顯微組織分析，除1片外，其余6片均有縱橫交錯(cuò)的龜裂紋。由上所述，判斷造成循環(huán)水泵葉片斷裂的原因，是典型的奧氏體不銹鋼受晶間腐蝕、焊縫熱裂紋及電化學(xué)等綜合影響的結(jié)果。
　　
　　2斷裂原因分析
　　
　　2.1合金元素貧乏化
　　
　　由于鉻鎳奧氏體不銹鋼在加熱過程中晶界容易析出碳化物第2相，造成晶界某成分的貧乏化，如：1Gr18Ni9Ti不銹鋼因晶界析出沉淀相Gr23C6，使晶界附近留下貧鉻區(qū)。由于該類鋼加熱和冷卻不發(fā)生α-γ相變，不能淬火強(qiáng)化，強(qiáng)度、硬度低，當(dāng)在450～850℃溫度內(nèi)保溫或緩慢冷卻，然后在一定腐蝕介質(zhì)中暴露一定時(shí)間，就會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕，在650～750℃范圍內(nèi)加熱一定時(shí)間，這類鋼的晶間腐蝕更為敏感，普遍認(rèn)為在上述溫度范圍內(nèi)，將沿奧氏體晶界析出Gr23C6，從而使奧氏體晶界附近區(qū)域的含鉻量低于11.7%。然而，貧鉻區(qū)寬度很窄，如：18～8奧氏體不銹鋼在650℃敏化處理2h，貧鉻區(qū)總寬度為150～200nm，其中貧鉻嚴(yán)重區(qū)寬度不到50nm，導(dǎo)致沿奧氏體晶界附近產(chǎn)生腐蝕，所以不銹鋼的機(jī)體中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得低于11.7%。該廠循環(huán)水泵葉片材質(zhì)為奧氏體1Gr18Ni9Ti
　　
　　不銹鋼，在葉片的制造、加工固溶處理時(shí)，如果該葉片在450～850℃區(qū)間內(nèi)停留一定的時(shí)間后，將促進(jìn)[Fe,Gr]C在晶界析出，其中的鉻主要來自晶粒表層，而內(nèi)部的鉻來不及補(bǔ)充，使晶界的晶粒表層的含鉻量下降，形成貧鉻區(qū)。而貧鉻區(qū)的含鉻量遠(yuǎn)低于鈍化所需的極限值，其電勢比晶粒內(nèi)部的電勢低，更低于碳化物的電勢。貧鉻區(qū)和碳化物是緊密相連的，遇到一定的腐蝕介質(zhì)，就會(huì)發(fā)生短路電池效應(yīng)。該廠循環(huán)水泵葉輪在氯離子含量很高的江水中長期運(yùn)行，這種情況下，碳化鉻和晶粒呈陰極，使呈陽極的貧鉻區(qū)被迅速侵蝕，引起力學(xué)性能下降，在受力時(shí)沿晶界斷裂。