苗学良, 张福海, 王 欣, 张明晖

[核电运行研究(上海)有限公司, 上海 200126]

循环水泵作为核电机组循环水系统的重要设备，其主要作用是将过滤后的冷却水输送到冷凝器，使汽轮机的排汽在凝汽器中不断凝结，带走机组余热[1]。核电厂循环水泵泵轴的动密封为盘根密封，配合饮用水(SEP)系统的轴封水工作。循环水泵盘根密封结构如图1所示，可见密封结构由填料箱、盘根、压盖、压盖盖板和压盖螺栓等组成，当旋紧螺母时压盖压缩盘根，使其紧贴循环水泵泵轴表面和填料箱，堵塞了海水向外泄漏的通道，从而起到密封作用。

图1 循环水泵盘根密封结构示意图Fig.1 Schematic diagram of packing seal structure ofcirculating water pump

盘根压盖螺栓材料为0417Ni12Mo2(316)奥氏体不锈钢，力学性能等级为GB/T 3098.6-2014《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》要求的A4-70级双头螺栓，规格为M20 mm。压盖螺栓共计4根，其中1根螺栓沿填料箱螺孔边缘断裂，孔内螺栓无法取出，螺栓一般在饮用水工况下服役5 a(年)更换一次，该断裂螺栓实际使用不满1 a，其他3根螺栓未发生断裂情况。为明确断裂原因，笔者分别从宏观及微观、化学成分及力学性能等方面对螺栓的断裂原因进行了分析与讨论，以期避免类似断裂事故再次发生。

1 理化检验

1.1 宏观分析

对盘根压盖的断裂螺栓和备用螺栓进行宏观分析，其中备用螺栓是与断裂螺栓同型号、同批次的备用件。盘根压盖断裂螺栓的整体形貌如图2a)所示，未见明显腐蚀痕迹，螺牙完整；光杆两侧的螺纹末端有多个明显的加工刀痕，断裂位置为第一个受力螺牙。……