異徑管開(kāi)裂失效分析

介紹了國(guó)內(nèi)外常用異徑管標(biāo)準(zhǔn)體系,從管件、焊接、沖蝕、爆裂、應(yīng)力腐蝕等方面分析了30起由異徑管失效而引起的安全事故案例;從失效分析和理論研究方面綜述了國(guó)內(nèi)外異徑管的研究概況。

利用有限元軟件pro/mechanica對(duì)一失效的異徑管進(jìn)行了靜力學(xué)分析,得到了異徑管應(yīng)力分布圖,找到了異徑管失效的原因。在此基礎(chǔ)上對(duì)異徑管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),并運(yùn)用pro/mechanica軟件對(duì)異徑管進(jìn)行了強(qiáng)度校核,結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)改進(jìn)后異徑管的強(qiáng)度能夠滿(mǎn)足使用要求。

異徑管的標(biāo)準(zhǔn)及其失效分析_陳孫藝

針對(duì)異徑管的沖蝕失效問(wèn)題,以管壁腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜為研究對(duì)象,主要研究流固耦合對(duì)管道沖蝕破壞的作用機(jī)理.建立流固耦合數(shù)理模型,推導(dǎo)出在任意拉格朗日-歐拉(arbitrarylagrange-euler,ale)描述下的黏性流體n-s方程和腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜固體區(qū)域的控制方程,分析管壁邊界層多相流介質(zhì)流動(dòng)與腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜破損之間的耦合作用.以異徑管沖蝕失效為例,運(yùn)用多物理場(chǎng)耦合軟件,分析了異徑管流體流向、結(jié)構(gòu)和規(guī)格對(duì)保護(hù)膜變形的影響,模擬結(jié)果表明:流向?yàn)?quot;大進(jìn)小出"的沖蝕較嚴(yán)重;偏心異徑管比同心異徑管沖蝕嚴(yán)重;兩端管徑差越大,沖蝕越嚴(yán)重.可為異徑管的失效分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)和在役檢驗(yàn)提供參考.

銅管彎頭開(kāi)裂的失效分析 鄒龍江,王國(guó)陽(yáng),高路斯 (大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧大連116023) 圖2掃描電鏡下斷面形貌。a:斷面全貌(bar=500lm);b:裂紋擴(kuò)展形貌(bar=50lm); c:裂紋源區(qū)放大后形貌(bar=15lm)。 某制冷公司壓縮機(jī)熱交換用<22銅管彎頭,使 用10個(gè)月后出現(xiàn)開(kāi)裂并發(fā)生氟利昂噴射泄露。該 銅管彎頭為c10800無(wú)氧脫磷銅,其加工工藝為:熱 擠壓管坯)))冷拔)))彎頭成型機(jī)壓彎)))再結(jié)晶 退火。彎頭通過(guò)焊接連接兩直管,管內(nèi)工作介質(zhì)為 氟利昂r22,流動(dòng)速度較高,溫度范圍-30e~- 40e。在管路上距彎頭015mm處設(shè)有固定支座,在 管路上每115m~210m也設(shè)有固定支座。使用中壓 縮機(jī)工作對(duì)銅管產(chǎn)生一定的振動(dòng)。為配

不銹鋼盤(pán)管開(kāi)裂失效分析

國(guó)標(biāo)異徑管 公稱(chēng)尺寸 公稱(chēng)通徑 壁厚/理論重量 sch.5ssch.10ssch.20ssch.20sch.30sch.40 d1d2t1t2kgt1t2kgt1t2kgt1t2kgt1t2kgt1t2kg 20×1525181.61.60.0352.12.10.052.62.60.0542.92.90.06 25×2032251.61.60.0452.82.10.113.22.60.123.22.90.12 ×15181.60.0552.10.092.60.1042.90.104 32×2538321.61.60.0792.82.80.133.23.20.1513.63.20.167 ×20251.60.071

同心異徑管偏心異徑管

對(duì)開(kāi)裂的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管墊片進(jìn)行了失效分析,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生第一類(lèi)回火脆性是導(dǎo)致墊片開(kāi)裂的原因。通過(guò)系列回火工藝試驗(yàn),確定了65mn鋼第一類(lèi)回火脆性出現(xiàn)的溫度范圍。使用改進(jìn)后的回火工藝,解決了墊片裝配開(kāi)裂的問(wèn)題。

分析了某井一批雙臺(tái)肩鉆桿接頭開(kāi)裂失效事故。試驗(yàn)分析表明,裂紋主要位于外螺紋臺(tái)肩面附近的頸部和第1~3牙螺紋根部,具有沿晶、分枝擴(kuò)展特征。掃描電鏡斷口形貌和能譜分析結(jié)果證實(shí)該批鉆桿接頭屬于h2s應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂,導(dǎo)致接頭開(kāi)裂的主要原因是鉆桿接頭材料強(qiáng)度和硬度偏高,鉆桿接頭內(nèi)徑偏大,使失效部位的應(yīng)力水平增大,且鉆桿接頭本身承受扭矩過(guò)大。分析結(jié)果對(duì)雙臺(tái)肩接頭的研究開(kāi)發(fā)和使用具有很好的參考價(jià)值。

7075鋁合金炮彈尾桿經(jīng)硫酸陽(yáng)極氧化處理后,目視檢查發(fā)現(xiàn)表面存在縱向裂紋。對(duì)尾桿的裂紋、斷口形態(tài)以及金相組織進(jìn)行觀(guān)察,檢測(cè)其顯微硬度和微區(qū)成分,確定尾桿的開(kāi)裂性質(zhì)及原因。結(jié)果表明,尾桿裂紋為沿晶脆性開(kāi)裂。尾桿在淬火過(guò)程中存在超溫現(xiàn)象,導(dǎo)致合金過(guò)燒,同時(shí)晶界存在呈鏈狀分布的難溶脆性相,導(dǎo)致晶界進(jìn)一步弱化,在淬火應(yīng)力的作用下致使尾桿開(kāi)裂,之后在時(shí)效和精加工過(guò)程中裂紋擴(kuò)展形成宏觀(guān)裂紋。

某型鋁合金框使用不久后,在其表面發(fā)現(xiàn)裂紋。通過(guò)對(duì)鋁合金框裂紋斷口進(jìn)行宏微觀(guān)觀(guān)察、能譜分析以及顯微材料的組織分析,確定了其開(kāi)裂的性質(zhì)和原因。結(jié)果表明,裂紋斷口上存在大量呈泥紋花樣的氧化物和氯化物的腐蝕產(chǎn)物,鋁合金框的開(kāi)裂為應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。由于鋁合金框內(nèi)表面局部區(qū)域涂漆較薄或缺乏保護(hù),使得該框在工作應(yīng)力和外界介質(zhì)的協(xié)同作用下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。需要加強(qiáng)對(duì)鋁合金框內(nèi)表面防護(hù)工藝的研究以降低破壞。

排氣歧管是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的重要零件之一,是多管口的薄壁異形管件。蠕墨鑄鐵的排氣歧管在進(jìn)行開(kāi)裂試驗(yàn)時(shí),運(yùn)行250個(gè)循環(huán)后,出現(xiàn)微裂紋。通過(guò)工藝驗(yàn)證,鑄造中局部冷卻速度過(guò)快,形成較多條塊狀碳化物從而降低蠕化率,是導(dǎo)致出現(xiàn)微裂紋的根本原因。

采用宏觀(guān)檢查、掃描電鏡、x射線(xiàn)能譜、金相檢驗(yàn)、化學(xué)成分分析等方法,對(duì)金屬波紋軟管開(kāi)裂的原因進(jìn)行分析。結(jié)果表明,不銹鋼網(wǎng)絲的點(diǎn)腐蝕和應(yīng)力腐蝕是造成網(wǎng)絲斷裂的根本原因,由于不銹鋼網(wǎng)絲的斷裂,導(dǎo)致波紋管失去絲網(wǎng)的保護(hù)和軸向伸長(zhǎng)的約束,波紋管在內(nèi)壓作用下沖破絲網(wǎng)的約束,進(jìn)而產(chǎn)生過(guò)度彎曲變形,在波紋管與短接管焊接的薄弱處因過(guò)載而發(fā)生斷裂。

碳鋼異徑管

通過(guò)對(duì)往復(fù)氫氣壓縮機(jī)緩沖罐接管開(kāi)裂進(jìn)行失效分析,對(duì)開(kāi)裂部件進(jìn)行了定量分析。分析結(jié)果表明,長(zhǎng)期服役中受迫振動(dòng)是造成緩沖罐接管疲勞開(kāi)裂的主要原因。

通過(guò)宏觀(guān)檢驗(yàn)、掃描電鏡觀(guān)察以及x射線(xiàn)能譜分析等手段,對(duì)某304奧氏體不銹鋼dn50波紋軟管開(kāi)裂原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:軟管開(kāi)裂是由于腐蝕疲勞所致,軟管的管壁內(nèi)、外表面在腐蝕介質(zhì)和外界應(yīng)力的綜合作用下產(chǎn)生沿晶微裂紋和蜂窩狀腐蝕形貌,并受到交變應(yīng)力作用,因而發(fā)生雙向多源疲勞開(kāi)裂失效。

分析了氨合成塔底部副線(xiàn)20鋼異徑管爆破的原因。結(jié)果表明:異徑管長(zhǎng)期處于200℃以上工作,管內(nèi)h2與管材中的碳或fe3c發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成ch4致使管內(nèi)脫碳并產(chǎn)生裂紋,異徑管強(qiáng)度降低脆性增加,導(dǎo)致爆破。

利用有限元軟件pro／mechanica對(duì)一失效的異徑管進(jìn)行了靜力學(xué)分析，得到了異徑管應(yīng)力分布圖，找到了異徑管失效的原因。在此基礎(chǔ)上對(duì)異徑管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，并運(yùn)用pm／mechanica軟件對(duì)異徑管進(jìn)行了強(qiáng)度校核，結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)改進(jìn)后異徑管的強(qiáng)度能夠滿(mǎn)足使用要求。

基于2a12鋁合金托盤(pán)表面處理后其底部加強(qiáng)筋上出現(xiàn)裂紋的情況,對(duì)其進(jìn)行了理化分析、生產(chǎn)情況調(diào)查和驗(yàn)證試驗(yàn)后,認(rèn)為其裂紋為托盤(pán)淬火后校形、壓筋不及時(shí),在材料有所硬化的情況下沖壓而產(chǎn)生拉應(yīng)力或?qū)е聸_壓裂紋,表面處理使不太明顯的裂紋變得明顯。托盤(pán)應(yīng)在淬火后1.5h內(nèi)及時(shí)校形、壓筋,防止材料時(shí)效硬化使沖壓裂紋擴(kuò)大。

換熱器廣泛應(yīng)用于化工、石油、動(dòng)力、食品及其他工業(yè)行業(yè),在生產(chǎn)中占有重要地位.本文主要是對(duì)某型號(hào)換熱器在水壓試驗(yàn)時(shí)殼側(cè)法蘭開(kāi)裂進(jìn)行了失效分析.

采用化學(xué)成分分析、金相檢驗(yàn)、能譜及x射線(xiàn)物相分析等方法,對(duì)取自?xún)傻氐膬芍е醒肟照{(diào)冷卻水管腐蝕開(kāi)裂進(jìn)行了分析比較.結(jié)果表明:冷卻水中含有溶解氧及硫、氯等腐蝕性離子而緩蝕劑濃度不夠是兩支水管腐蝕失效的主要原因,不同地域的水質(zhì)及腐蝕介質(zhì)差別對(duì)冷卻水管的腐蝕開(kāi)裂速度與特征有一定影響