PP反应釜搅拌轴断裂原因

　　PP反应釜设备在石油、化工、食品、医药等行业中应用广泛，PP反应釜是化工生产中应用广泛的反应器之一。搅拌轴是反应釜中的核心部件，其在使用中经常发生断裂，不仅会造成经济损失，还会导致安全事故。

　　PP反应釜搅拌轴的断裂过程为：起源于搅拌轴与角焊缝交接突变处，并沿角焊缝扩展，对搅拌轴的断裂部位进行有限元模拟，表现为进气孔与角焊缝处应力较大，在循环附加载荷的作用下出现疲劳裂纹，降低这两处的应力集中可延长搅拌轴的使用寿命。有限元模拟时假设材料各向同性，从有限元模拟结果看，虽然角焊缝处应力和进气孔处应力相比相对较小，但疲劳起源于该角焊缝处，这与材料敏化、角焊缝处的晶粒大、敏化部位承载能力下降有关。

　　PP反应釜螺孔变形使同轴度误差大，从而产生附加弯矩；法兰与搅拌轴的角焊缝填充量较大，角焊缝处材料敏化，敏化深度达到壁厚的2/3，敏化部位晶粒粗大，该部位承载能力下降；焊缝和搅拌轴交界处形状突变，机械加工后进气孔的内壁和外壁未倒圆角，导致应力集中。在循环附加载荷的作用下，局部性累积损伤导致裂纹萌生并扩展，直至发生疲劳断裂。

　　PP反应釜螺孔变形、角焊缝处材料敏化，及角焊缝处形状 突变导致应力集中是搅拌轴发生疲劳断裂的主要原因。建议加装振动监测装置，便于及时发现异常振动；改进焊接工艺可减小角焊缝部位的敏化影响；并将角焊缝加工成凹形角焊缝，可以减小应力集中。

2023.11.11  ZG