关键词：演进规律；低碳高效；思路；模式
作者简介：刘静暖，女，吉林财经大学马克思主义经济中心教授、经济学博士，硕士生导师，研究方向：可持续发展与农业经济理论。
中图分类号：F323文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1672-3309（x）.2013.03.01文章编号：1672-3309（2013）03-01-03
气候变化对农业影响的研究最早可从春秋时期找到出处，但具有当代价值的，当属魏晋时期学者们把气候自然力上升到农业生产要素层面的探索。①据气象学研究，受到人为因素影响，目前全球变暖及极端天象，严重影响农业发展。在英国率先提出低碳经济以后，低碳农业进入理论界与实践界的视野，并逐渐成为农业发展方式转型的方向。吉林省作为全国重要商品粮基地，实施农业发展方式的低碳化转型，不仅是振兴区域经济的需要；还是维持生态系统平衡、保持农业资源可持续利用，突破资源环境约束的需要；更是减少气候灾害、保障土地安全、粮食安全，维持人类健康及贯彻十精神的需要。
一、低碳农业符合农业生产方式演进规律
结合国内外研究，现代低碳农业，是在全球气候变化与低碳经济发展背景下，以二氧化碳当量为基本度量指标，以低碳农产品为核心、以碳汇产品为支柱的新兴农业生产体系，强调在生产链条中凸显二氧化碳低排放特质，旨在降低大气二氧化碳浓度、改善农业小气候环境、保障消费者健康，实现环境效益、经济效益与社会效益有机统一的全新农业可持续发展范式。低碳农业具有“三性”特征，即低碳农业发展的全球性、外部性与长期性；低碳农业具有“三化”特征，即低碳农业的综合化、产业化、现代化特征；低碳农业具有“三可”特征，包括碳排放的可衡量、可报告、可检测。现代低碳农业是高效率的农业，符合农业生产方式演进规律。
从生态学视角看，农业生产方式的演进，经历了一个由原始低碳低效农业、到化学高碳高效农业再到现代低碳高效农业的历程。在原始社会到封建社会，由于人类认识与改造自然的能力低下，对自然界充满敬畏。被动地选择顺应自然、依靠刀耕火种、畜力、人的体力的农业生产方式。该方式，单位粮食产量的资源消耗少，碳排放低，对气候环境干预少。反过来，单位资源投入的生产效率低，属于原始低碳低效农业。
从资本主义初期至今，随着科技进步高歌猛进，人类对自然认识不断深入，改造自然的能力大大增强，人们对大自然由敬畏改成无畏，由顺应改成凌驾。尤其是工业革命以后，伴随着化学工业与机械工业的运用，化肥、农药等的大量施用，农业产出效率大大提高同时，单位粮食产量能源投入与碳排放激增，对气候自然力的扰动频繁、猛烈，农业生产进入高效高碳阶段。高碳的化学农业生产方式导致污染强度大、污染周期长、治理困难的面源污染。面源污染直接导致臭氧破坏、温室效应、酸雨、水污染、水资源短缺等问题，使区域气候恶化，极端天气频发，造成农业生产能力下降，严重影响了农产品的供给。高碳的生产方式引致土地日益贫瘠、土壤碳库水平下降、农产品数量安全与质量安全遭遇挑战。吉林省地处白山黑土的松嫩平原，是世界三大黑土地资源之一，素有“大粮仓”的美誉。然而，调查显示，自上世纪90年代以来，高碳的生产方式已导致吉林省黑土地对生物、生态和粮食的原生态承载力递减，有些区域甚至出现了严重的水土流失和沙漠化现象，黑土地综合生产能力的自然力基础日渐脆弱。
随着人类对高碳高效农业的反生态做法的反思，人为降低气候灾难意识的提高，民众、企业与政府趋向于认同了农业发展方式只有走出高碳发展误区，转化为能源低投入、高效利用、二氧化碳低排放的现代低碳高效农业，才能实现天蓝、地绿、水清、人类健康的天人合一生态目标。这种高效低碳农业既有优于原始社会低效低碳农业的高效，又有优于化学高碳农业的低碳，是一种人类积极主动选择生态型农业生产方式的变革，是一次质的飞跃。
从主体功能区的角度出发，吉林省是我国重要的生态大省、商品粮基地，农业是区域重点产业。虽然目前商品粮增产百亿斤粮食计划已基本实现，但粮食的可持续增长，就目前的地力而言，是一个不小的挑战。据中国科学院可持续发展战略研究组研究，吉林省的区域环境水平、区域生态水平、区域抗逆水平三个“指数”在国内排名靠后，位列第22。说明吉林省农业发展模式是以环境牺牲为代价，不具可持续性。改变发展模式，要求农业生产方式实现低碳升级。
二、吉林省低碳农业发展思路
随着低碳经济的发展，吉林省在农业低碳化转型方面进行了有益的探索，为全面低碳化发展奠定了基础。未来应在种植、养殖与林业碳汇方面下功夫。
首先，种植业低碳化发展。吉林省在减量农业、绿色农业产品认证、秸秆资源综合利用等方面取得了较好的成绩。这都为下一步的低碳种植业全面发展打下了坚实基础。低碳种植业发展应坚持：因地制宜原则。根据区域资源禀赋特点，遵循低碳农业发展规律，选择适应本地区的发展模式，实行多元化、差异化发展；坚持低碳高效原则。低碳种植业应该在不降低产量的情况下尽量减少二氧化碳的排放，既不能恢复到最初的低碳低效农业，也不能发展当前的高碳高效农业，要实现生态和经济效益的有机结合；减量替代原则。化肥、农药、农用薄膜的减量、替代，用农家肥替代化肥，用生物农药、生物治虫替代化学农药。用可降解农膜替代不可降解农膜；循环利用原则。把循环经济的理念灌输到低碳种植业发展中，改善农业生态环境，实现经济、社会和生态效益的统一，为资源永续利用和农业可持续发展奠定基础。不断提升对发展低碳种植业的认识，在生产、流通和废弃物处理等各个环节进行低碳化升级，发展农产品质量安全工程和土壤碳汇工程，从而让百姓吃到放心的粮食蔬菜。
其次，畜牧养殖业的低碳化。《牲畜与气候变化》指出，牲畜及其副产品实际上至少排放了325.64亿吨二氧化碳当量的温室气体，占世界总排放的51%，远远超过粮农组织先前估计的18%。目前，吉林省在畜牧种植业协调共进的循环农业、沼气池建设以及低碳畜牧养殖技术方面已有较多的实践。未来发展低碳畜牧养殖，应坚持如下原则：资源节约原则。“强本而节用，则天不能贫”，发展低碳畜牧业应尽可能地节约使用各类资源，注重节约用水、减少人力、物力、财力消耗，提高畜禽生产效率，实现减投节能；综合效益原则。加强低碳畜牧养殖业的科技自主创新，以最适量的物质投入，获取最大的产出效益。生态安全原则。畜牧业的低碳化不仅涉及农业资源与环境保护，更涉及农业生产技术转型、食品安全、国民健康。低碳畜牧养殖是生产绿色畜牧产品的过程，既要收获优质产品，又要保护生态环境，实现生产生态双安全。科学系统原则。发展低碳需要养殖业，要有统筹的思维，即要考虑如何从技术、制度、管理等方面避免农业生产对环境的破坏作用，实现农业环境友好，提高农业生态环境质量，实现农用资源的节约和可持续利用。通过政府的规范引导、人才队伍的建设、增加资金和科技投入，大力提升社会各界对低碳畜牧业发展的认识、发展标准化和循环化的畜牧养殖业，做好低碳畜牧养殖产品的深加工、加强畜牧业生产污染的治理。
最后，碳汇林业的发展。依托于长白山原始森林，吉林省是全国闻名的林业资源大省，具有发展碳汇林的自然优势。在自然条件方面，目前吉林省拥有经济林面积约为7.92万公顷，天然林面积571.26万公顷，人工林面积148.22万公顷。②省委、省政府先后出台多部政策法规，强调要在继续大力造林，扩大森林面积的同时，加强现有森林保护与经营，进一步提高森林资源质量，增强森林固碳能力，增加森林碳汇。③虽然吉林省的碳汇林业建设尚处起步摸索阶段，还没有正式进行碳汇林业建设试点，也没有启动林业碳汇项目，但发展趋势和潜力已日渐明显。针对吉林省碳汇林建设现状，本文认为应该坚持如下原则：可持续发展原则。把碳汇林业的建设与应对气候变化和加快建设资源节约型、环境友好型社会相结合，在保持和增强吉林省森林碳汇能力的同时，以碳汇林业应对气候变化，促进社会经济的持续发展；政府与市场协调发展原则。充分发挥政府的主导作用，积极引导和鼓励公众主动参与碳汇林业的建设。引入竞争机制和市场法则，综合运用政府补助和市场机制，减少国内应对气候变化成本，推进吉林省资源碳市场的发展；充分争取碳汇基金项目原则。吉林省在发展过程中应坚持积极争取国际、国内碳汇项目资金，辅之以自筹资金，多方筹集资金来共同发展林业碳汇事业。
通过设立育林基金、建立多种形式碳汇体系、培育碳汇交易试点，发挥森林资源大省的林业碳汇优势，为区域经济、环境做贡献。
三、吉林省低碳农业模式
我国低碳农业发展较好的地区主要集中在南方经济发达地区。福建采取了福建台湾农业研究中心主导模式，通过发展碳汇农业、有机种养农业、休闲观光农业等开展低碳农业实践。广西主要采取立体生态循环、绿色植保保护、免耕栽培、科学节肥减排、高效节水灌溉、废弃物综合利用以及可再生资源替代等模式发展低碳农业；江苏采用立体种养节地模式、废弃物循环利用模式、农用化学品替代与休闲观光农业等发展低碳农业。吸取国内低碳农业经验，结合省情，整合优势资源、规避劣势与风险，选择的发展模式如下：
（一）低碳农业产业集群式模式
产业集群是指在有限地域的特定产业或产品生产中（通常以一个主导产业为核心），大量企业及其相关支撑机构（包括供应商、生产商、顾客、地方政府、中介组织、知识生产机构等），依靠比较稳定的分工协作和纵横交错的网络关系，形成的有利于产业组织协调的空间集聚体，代表着介于市场和等级制之间的一种新的空间经济组织形式。④根据吉林省自西向东依次为草原、台地和山区的地形地貌特点，对低碳农业发展进行区域差异化设计，可以整合区域资源、发挥比较优势，建设具有区域特色的低碳粮食、绿色畜牧业与绿色中草药生产加工集群，从而提升区域农产品整体竞争力、带动相关产业发展。其中，西部草原地区，发展绿色畜牧养殖业。围绕绿色畜牧养殖业，培育无污染的肉、乳、特色产品与加工企业，以大型企业为龙头，形成绿色畜牧产业集群。中部台地（黑土地），是世界闻名的黄金玉米带，承载着粮食供给压力，在保障国家粮食安全中起到至关重要作用。充分发挥其黑土地地力优势，减少化肥施用，增加绿色有机肥，生产有机粮食，并形成集生产、加工为一体的粮食产业集群；东部山区是绵延起伏的长白山山脉，是天然的中药药材库。充分发挥药材库优势，培育绿色中药材生产加工龙头企业，形成区域药业产业集群。将绿色畜牧业、绿色粮食产业及绿色中药产业三个子集群有机结合，形成互助共生的吉林省大农业低碳产业集群。
（二）低碳农业“5R”模式
在农业生产中遵循循环经济“5R”原则，即以循环经济方式发展低碳农业。所谓循环经济的“5R”原则，即为减量化（deduce）、再使用（Reuse）、再循环（Recycle）、再生性（Reproduce）与替代性（Replace）原则。⑤其中，农业的减量化原则，靶向农业生产输入端资源过度投放。要求从生产源头节约使用资源，用较少的资源（化肥、农药、除草剂等）实现既定生产目标；再使用原则，靶向农产品低效利用。旨在延长产品与服务的生命周期，高效利用资源，减少排放；再循环原则，靶向农业输出端资源的一次性利用。要求生产出的产品在完成其使用功能之后，能够重新变成可以利用的资源而不是当成垃圾丢弃；再生性原则，靶向农业生产中使用的不可再生资源。要求农业生产尽可能使用可再生资源，要在保证资源再生性前提下，使资源的消耗速度慢于资源的再生速度；替代性原则，靶向农业生产使用的不可再生不可替代资源。要求，用可再生资源替代不可再生资源。吉林省通过遵循农业“5R”原则，促进低碳农业发展，如采取如精简包装、秸秆资源化、沼气和太阳能利用等方式。
（三）农产品碳标签模式
目前，在低碳经济发展大潮中，美国、日本、韩国及欧盟国家纷纷设计建立食品、家电、汽车等低碳认证机制，产品张贴碳（足迹）标签，鼓励减少碳排放，承担相应的气候生态责任。吉林省发展低碳农业，应借鉴发达国家经验，对农产品实行碳标签制。加强对低碳农产品认证的法律法规建设力度，通过对农产品碳足迹认证升级，促进低碳农业发展长效有序发展。对低碳农产品实施碳标签制升级可以采取以下方法：首先，在农产品初级品生产环节上制定碳排放标准，促进生产源头的低碳化；其次，在农产品加工环节上制定碳排放标准，促进加工过程低碳化；最后，在流通环节上制定碳排放标准，促进农产品流通过程低碳化。通过全程控制实行整个农产品生命周期碳足迹的减量化。
（四）林业碳汇模式
针对吉林省林业发展现状，为了充分发挥吉林省的林业资源优势、有效利用林业政策红利，应通过积极推进林业碳汇可交易化，促进林业生态效益和经济效益的和谐统一。集结政府、科研机构、金融企业等各方力量，通过政府政策引导、学术专业机构科技保障和金融企业的资金支持，构建林业碳汇交易机制、搭建林业碳汇交易平台、培养专业碳汇交易人才，从而实现碳汇林经济效益的有效补偿。其一，设立育林基金。吉林省发展碳汇林业，增加资金投入，专款用于造林绿化增加碳汇。各级政府要积极组织义务植树，严格执行退耕还林政策，中西部地区要更新改造“三北”农田防护林，开展荒漠化治理，加强“四旁”绿化。其二，加强已有林地保护。根据吉林省的实际情况，利用森林的储碳功能，加强森林经营管理，减少毁林，保护和恢复森林植被等活动，吸收和固定大气中的二氧化碳。其三，建立碳汇交易市场。目前，借鉴国际先进经验，结合本省情况，积极申请引进碳汇林业项目，选取合适的地区率先搭建林业碳汇交易平台，利用市场机制促进林业碳汇发展。
注释：
①陈勇勤.中国经济思想史[M].郑州：河南人民出版社，2008：124.
②张忠华、李昭昭.吉林省森林碳储量估计及碳汇价值分析[J].中国城市经济，2011，（18）.
③吉林省林业“十二五”发展规划[EB/OL]..
一、碳循环是经济社会运行的重要基础
从物质及能量循环的角度来看，以碳循环为表现形式的物质转化过程是经济社会运行及发展的必然现象。
1、碳排放及消减是经济社会活动的必然结果。人类在生产及生活的各种活动中，如生命存续、燃料使用、作物栽培、产品制造等环节，都会发生碳的排放和消减。碳的排放和消减虽然无形，但却是生产、生活活动发生作用的重要渠道，是生产、生活活动的重要特征之一。因此，碳排放及消减是人类生产、生活活动中始终伴随的一种现象。
2、碳平衡是动态的平衡过程。从短期角度来看，产生于生产及生活活动过程中的碳排放，由于人类活动不具有绝对的数量规律性，因而碳排放与消减不会处于绝对平衡的状态；从中长期的角度来看，如果人类的生产及生活活动方式没有发生较大的变化，那么这种碳排放和消减将在平衡点上上下浮动，即处于一个动态的平衡过程之中。
3、“碳循环”是实现碳平衡的渠道。碳循环系统包括产生与消减两个过程，其一是以生产―消费循环为特征的经济社会过程，这个过程不断产生温室气体，有逐步拉大碳存量的趋势；其二是以森林吸收、碳捕捉等手段构成的碳消减过程，该过程对消减温室气体起正面作用，有逐步减小碳存量的趋势（见表1）。
经济社会系统中的碳存量如何变化，取决于碳排放与碳消减之间的相互作用，如果经济社会系统中的碳排放量超过碳循环中的吸收量，则碳存量不断扩大，导致温室效应不断加剧。当前，我正处于工业化、城镇化快速发展的历史时期，碳排放量较大，超过了自然及人工手段之下的碳吸收量，因此应通过产业手段及技术手段，消减碳排放量与加大碳消减量并重，逐步缩小两者之间的差距，推动碳排放均衡的形成。
二、碳经济是碳循环运转的制度性纽带
保持碳循环有序运转，是扭转碳排放与消减失衡、推动碳平衡形成的根本途径。由于碳循环中的排放与消减相互独立，缺乏天然的制衡机制，因此只有在排放与消减之间形成制度性纽带，才能促进碳循环的两个部分相互发生作用，进而保持均衡运转。在市场机制下，以价格手段为作用渠道的碳经济可以实现制度纽带这一功能。
1、“碳经济”突出了碳排放与消减中的成本和收益。从概念的属性来看，“碳经济”属于效益型概念，它表现了在温室气体的排放和消减过程中的成本与收益问题，因而“碳经济”必然注重于“碳”的排放和消减在经济运行中发挥的联系和纽带作用。相比之下，“低碳经济”更侧重于表现通过一定的手段消减碳存量以及最终实现碳排放较少的状态，其主要阐述的是提高应对气候变化、增强时候变化适应能力的手段和途径。
2、市场机制是碳循环有序运转的制度环境。在碳排放量与消减量失衡的情况下，只有通过市场手段才能将排放的一端与消减的一端有效联系起来，进而刺激碳排放量的缩减以及碳吸收量的增加；如果脱离了市场机制，则碳循环的两个部分在整体上缺乏系统性的信号与控制手段，不利于排放与消减的协调控制。
3、价格是碳循环运行的内在主线。通过价格手段来统一碳排放与碳消减，可以使碳存量在两个不同方向上的作用力有一个共同回归的方向，碳存量扩张了，则排放价格趋高，若碳存量有下降趋势，则排放价格趋低。因此，排放价格有自动保持均衡的内在动力，并将始终围绕着均衡排放价格，在价格调节的作用之下，促使碳存量保持一个动态均衡的状态。
三、发挥碳经济导向作用，构建低碳经济体系
对现有经济社会进行低碳化改造，打造低碳经济体系，是发展碳经济、实现碳平衡的必经阶段，也是当前工业化和城镇化快速发展阶段所必然面临的紧要任务。推动低碳经济体系的确立，须重点加强两大创新和四大支撑体系的建设。
1、制度创新。在政策措施、法律体系、市场机制等方面都要进行系统的规划与设计，引导经营活动以节能、减碳、低碳的方式开展，建立能够推动技术创新有效发展的社会氛围及制度环境，以符合社会发展规模的方式去引导节能、减碳、低碳企业或技术的进一步发展。
2、技术创新。在应对气候变化领域内，我在关键性技术上不具有优势，因而在大力推动技术进步的同时，应注重引进先进家的核心技术，尤其是在技术的选择上应综合考虑技术成熟度、经济性、能源安全和温室气体排放等因素。
3、法规体系。法规体系是政策措施的体现，也是社会行为准则的规范；法规体系的建立，并不是一步到位的过程，而是通过循序渐进的方式不断前进，最终实现母法抓大、子法抓小的法律法规体系。
4、税收制度。税收是一项重要的经济激励手段，在经济体系中尚未对碳进行评价时，税收是体现碳经济的重要手段；碳经济的原则已内在地包含了税收“征收多少”的问题。在应对气候日趋重要的背景下，应尽快制定相关的税收制度，以让市场进行更加合理的调节。
5、科技研发。技术创新是在碳经济时代走入低碳经济社会的重要手段，科技研发的选择与运用必须要符合低碳经济发展的需求，政府应综合考量既有成果与当今技术发展趋势，将低碳技术研发转化为支持低碳经济发展的重要推动力。
6、交易平台。交易平台虽然不会对减碳起到实质性的效果，但可明显提升碳的经济效率，进而让碳排放这个资源达到最大化的经济效率；交易平台是制度创新中的一项重要环节，在既定碳排放量的情况下，可以实现最大幅度的经济增长。
四、当前应加强开展的基础性工作
构建低碳经济体系，不仅需要继续强化碳排放减量以及碳汇收益的利益导向，推动碳排放与碳消减之间在利益关系上产生关联，系统性地控制碳存量，还需要发挥政府在解决市场失灵上的积极作用，通过加大投入、制定政策导向等方式，促进低碳经济发展，为碳经济的形成打下坚实基础。
1、强化碳排放减量的利益导向。加强目前的能源结构调整、能效提高、产业结构升级等工作力度，通过金融、税收优惠、财政补贴、排放限额等正面、负面激励措施的作用，引导企业通过技术手段或其他手段，不断降低生产过程中的碳排放量，树立碳排放的成本观念。推行产品生产过程中的碳排放等级认证制度，通过向碳排放强度低或者节能产品加大补贴力度等方式，以减缓碳排放的强度。
2、推动自愿减排基础上的碳排放交易。碳循环的有效运行需要建立在非自愿减排的基础上，只有非自愿减排才能产生碳排放的购买方，才能阻止碳排放负外部效应的无节制扩大。为保障我的发展需要，我目前在采取自愿减排的前提下，为促进碳排放的适度、适量，推动基于自愿减排基础上的碳排放交易，也是必须的，通过这种运作形式，不仅可以积累非自愿减排情形下的碳循环实施、碳排放交易经验，也可以适度控制碳排放总量，并将有益于企业投入这一领域的技术创新和研发，促进技术进步。
3、推动生态服务有偿化。加快各地区的碳排放与碳消减的数量统计和分析工作，使生态受益地区在享受生态效益的同时，分割享受生态效益所产生的部分经济效益，对生态保护区进行经济补偿，促进生态服务由无偿化向有偿化转变。通过家统筹等方式，加快地区间基于碳排放与碳消减的差异所带来的经济利益再分配步伐，促进地区间经济发展平衡、社会发展公平。
4、促进低碳技术进步。明确低碳技术重点突破领域，特别是在共性技术领域，应加大政府投入力度，加快技术进步步伐，降低低碳技术产业化及应用成本，推动低碳经济发展。当前，这些领域包括：节能和提高能效技术，可再生能源和新能源技术，主要行业CO2和甲烷等温室气体的排放控制与处置利用技术，生物与工程固碳技术，煤炭、石油和天然气清洁高效开发和利用技术，先进煤电、核电等重大能源装备制造技术，CO2捕集利用与封存技术，农业和土地利用方式控制温室气体排放技术等。
5、建设低碳技术示范基地。只有走产业化道路，在形成较大规模低碳产业的基础上，才能形成产业基础上的技术创新体系，推动低碳产业和低碳技术进一步持续发展，形成良性循环。借鉴上海开展低碳实践区等经验，有条件的地区可以根据自身产业发展基础和科技、教育等相关要素禀赋条件，制定优惠的投资税收金融价格政策，吸引社会资本、外资参与开展低碳技术示范基地建设，从中摸索出推动低碳产业发展、促进低碳技术进步的市场化道路，为低碳产业的全面发展积累宝贵经验。
6、将碳减排量纳入社会考核体系。对于地方政府，应明确将碳减排量纳入政府考核目标之中，强化政府在调控碳排放上的管理责任，督促政府加强在促进低碳经济发展、加强节能减排等方面的工作力度；对于企业主体，要督促企业制定减排计划，鼓励企业积极投入低碳技术的开发、设备制造和低碳能源的生产，并将企业自愿减排量纳入社会公益范畴。对碳减排成效大、技术进步显著的企业，应给予公共物品购买、项目建设、以奖代补等多种方式的激励。
【参考文献】
[1]郑爽：全球碳市场动态[J].气候变化研究进展，2006（6）．
[2]务院新闻办公室：中应对气候变化的政策与行动(白皮书)［Z］．2008．
关键词：泵轴；断裂失效；疲劳断裂；网状碳化物
1概述
某电厂闭式循环冷却水泵型号SX400-460，卧式离心式，流量2200m3/h，扬程45米，转速1450rpm。闭式循环冷却水泵作用是将介质（除盐水）加压后，输送到各有关设备的热交换器，再返回闭式循环冷却水泵入口，形成闭式循环冷却水系统。该系统的补水来自闭式循环冷却水膨胀水箱。
闭式循环水泵泵轴材质3Cr13，属于中碳马氏体不锈钢，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度、耐磨性和淬透性，一般是在调质状态组织回火索氏体状态下使用。泵轴在转动过程中受到扭转力、支撑力、弯曲力和推力等，受力情况比较复杂，同时轴系还会振动。闭式循环水泵在运行过程中，泵轴突然发生断裂，导致闭式循环水泵停运，影响了正常生产。
2断裂原因分析
为了查清闭式循环水泵泵轴断裂原因，对断裂的泵轴进行了断口形貌检验、光谱检验、金相组织检验和机械性能检验，详细分析如下。
2.1断口形貌检验
泵轴断口附近没有明显塑性变形，泵轴断裂发生在键槽处，键槽出现破裂损坏，轴横断面上靠近键槽边缘处颜色较深（见图1），可观察到贝纹线形貌，该处为裂纹源区，在电子扫描显微镜下可见清晰的疲劳条纹形貌（见图2）。由此可见，泵轴属于疲劳断裂，首先轴键槽处产生小裂纹，形成疲劳源，然后泵轴在转动中的交变载荷作用下，裂纹逐渐扩展，最后扩展至临界尺寸，不能承受交变载荷的作用，导致突然断裂，在瞬断区形成过载断裂形态。
2.2光谱检验
取泵轴光谱试样，在SPECTROTEST光谱分析仪上进行化学成分试验分析，结果见表1，该轴化学成分含量与GB/T1220-2007《不锈钢棒》中3Cr13的要求相符，说明泵轴材料化学成分正常。
2.3金相组织检验
在泵轴断面键槽附近沿轴纵向截取金相试样，制样后使用FeCl3盐酸溶液进行腐蚀。从图3可见，裂纹率先萌生于轴键槽处表面，组织为均匀的回火索氏体组织，晶界上出现了异常的网状分布的碳化物。在电子扫描显微镜下，可清晰观察到晶界上的断续的网状碳化物形态（见图4）。泵轴出现晶界呈网状分布的碳化物一般是因为原材料在锻造或退火过程中，加热温度过高或保温时间过长，造成奥氏体晶粒粗大，并在缓慢冷却中，在奥氏体晶界上析出二次碳化物，呈网状分布。网状分布碳化物的出现削弱了晶粒间的联系，破坏了金属的联系性，会使轴的机械性能尤其是冲击韧性急剧下降。
2.4机械性能检验
沿泵轴纵向截取拉伸试样和U口冲击试样，在CMT5105电子万能试验机上进行材料拉伸性能试验，在JB-300C冲击试验机上进行夏比摆锤冲击试验，结果见表2，材料的冲击吸收功在10.2-16.3Aku2/J之间，均小于24Aku2/J，表明泵轴材料冲击韧性较差，不符合标准要求，原因是金相组织中存在的沿晶网状分布碳化物。
2.5断裂原因分析
综上所述，泵轴断裂属于疲劳断裂。闭式循环水泵运行中泵轴在复杂受力条件下，首先在键槽形状突变处产生裂纹，裂纹在轴交变载荷下经疲劳扩展至轴心部形成了最终宏观开裂。
键槽处会出现裂纹主要是因为泵轴材料存在沿晶分布的网状碳化物，分割了金属基体，对强度影响不大，但会使材料脆性增加，冲击韧性大幅降低，使泵轴容易产生裂纹和疲劳断裂。3Cr13出现沿晶网状碳化物一般是因为原材料的锻造或者退火温度过高所致，该组织如果没有经过其它热处理工艺（如球化退火）进行改善，就会保留在最终成型的泵轴中，从而留下泵轴失效隐患。
另一方面，因轴键槽处为形状突变区，易于产生应力集中，在材料存在缺陷的情况下该处率先出现了开裂。
3对策
为了防止泵轴出现沿晶分布的网状碳化物，防止泵轴出现疲劳断裂，保证闭式循环水泵安全稳定运行，特制定以下应对策略：
（1）泵轴制造过程中，应严格执行热处理工艺，防止出现网状碳化物。当金相组织中出现网状碳化物时，可采用正火或退火工艺。当网状碳化物不严重，可以采用退火工艺。当存在较严重网状碳化物时，可以正火1100±10℃空冷，再根据钢种及硬度进行回火以消除应力，而后按正常热处理工艺进行调质。
（2）加强对泵轴质量检验验收工作。对泵轴进行金相检验、硬度检验、光谱分析，必要时取样进行机械性能试验（特别是冲击韧性试验），及时发现不合格泵轴，防止不合格泵轴投入使用导致事故。
（3）优化泵轴键槽形状，采用圆滑过渡结构，降低应力集中程度，防止在键槽处产生裂纹。
（4）加强对运行循环水泵泵轴维护保养和检修工作，调整好循环水泵泵轴动平衡，控制轴系振动在标准范围内，利用停机机会对泵轴进行渗透检测，特别注意键槽处。
（5）加强设备巡检，注意闭式循环水泵振动、轴承温度等。
4结束语
闭式循环水泵作为电厂辅机设备之一，其正常运行对机组安全运行具有重要意义，我们必须保证泵轴质量合格，满足使用要求。一旦循环水泵泵轴制造热处理工艺执行不良，就很有可能导致泵轴金相组织中出现沿晶界分布的网状碳化物，就会导致泵轴脆性增加，冲击韧性大幅下降，再加上泵轴键槽处应力集中，运行中泵轴就容易出现疲劳断裂，导致循环水泵停运，影响发电机组正常生产。
参考文献
[1]GB/T13298-1991.金属显微组织检验方法[S].
[2]GB/T229-2007.金属材料夏比摆锤冲击试验方法[S].
[3]GB/T1220-2007.不锈钢棒[S].
[4]电厂金属材料手册[M].中国电力出版社.
[5]关锰.消除中碳马氏体不锈钢网状碳化物研究[J].