陈 强,黄立军,车银辉,关建军,王勤湖,李 洋

(苏州热工研究院有限公司，深圳 518120)

在某核电集团1 000 MW压水堆核电机组检修过程中，发现32台同型号设备冷却水泵的叶轮叶片根部普遍存在裂纹。该冷却水泵为单级单吸卧式离心泵，水泵叶轮的材料为Z6CNU17-04(法国牌号)马氏体不锈钢。

离心泵叶轮根部产生裂纹的原因有很多，如汽蚀、磨损、振动和加工制造缺陷等[1-8]。当离心泵的进口压力小于液体饱和蒸气压时，液体蒸发产生很多小气泡，使流道压力变化[1]，产生冲击和振动[2]，导致叶轮损伤，出现裂纹。高温蒸气还会造成金属泵体和叶轮发生化学腐蚀，形成蜂窝状形貌。汽蚀导致叶轮质量变化,产生共振[3]，如果流体为液固两相，固体颗粒会加剧磨损[4-6]。NIE等[7]研究了叶轮在海水中的裂纹扩展行为，KAR等[8]分析了非金属叶轮失效的原因。叶轮生成大多采用铸造工艺。与一般零件铸造一样，铸造叶轮可能出现气孔、夹渣、裂纹[9-12]等缺陷。

本工作从冷却水泵叶轮的裂纹形貌、材料性能、铸造工艺、热处理工艺等多方面着手，分析了叶轮产生裂纹的原因，据此提出并实施了改进措施，成功消防了叶轮的裂纹问题。

1 理化检验与结果

1.1 裂纹形貌观察

样品叶轮共有7个位置存在裂纹，分别对其进行标记，如图1所示。其中，1～4号裂纹位于叶片根部与盖板“T型”交角位，1、2号裂纹附近还存在叶片穿孔现象；5、6号裂纹位于叶片背部靠近轮毂处；7号裂纹位于叶片根部与盖板交角且远离边缘位置。

图1 裂纹位置标记Fig. 1 Marking the locations of cracks