預(yù)應(yīng)力波紋管的斷裂故障分析

時間：2014-01-15作者：海洋橋梁預(yù)應(yīng)力有限公司瀏覽：300

     預(yù)應(yīng)力金屬波紋管斷口局部可見疲勞特征,從管壁內(nèi)外兩側(cè)起源,疲勞擴(kuò)展區(qū)所占比例較大,擴(kuò)展區(qū)疲勞弧線和疲勞條帶清晰可見,條帶細(xì)密,說明預(yù)應(yīng)力金屬波紋管在試驗(yàn)過程中受到的交變載荷比較小。根據(jù)以上特征推斷,不銹鋼金屬波紋管斷裂性質(zhì)為疲勞斷裂。

     結(jié)合實(shí)際情況,從以下幾個方面對波紋管的斷裂原因進(jìn)行分析: 

     材質(zhì)分析:通過微觀檢查,在斷口源區(qū)未發(fā)現(xiàn)明顯冶金缺陷,經(jīng)過能譜分析,材料各項(xiàng)元素指標(biāo)合格,預(yù)應(yīng)力金屬波紋管斷裂與材質(zhì)關(guān)系不大。

     腐蝕情況分析:通過對試驗(yàn)前后預(yù)應(yīng)力金屬波紋管內(nèi)外表面微觀檢查發(fā)現(xiàn),該類預(yù)應(yīng)力金屬波紋管內(nèi)外表面均存在不同程度的晶界腐蝕和點(diǎn)蝕。對于奧氏體鋼而言,晶界附近容易形成貧鉻區(qū),導(dǎo)致晶界區(qū)電位下降,而晶內(nèi)仍保持鈍態(tài),這樣晶界晶內(nèi)就形成微電池而產(chǎn)生晶界腐蝕,晶界腐蝕的存在,大大降低材料的力學(xué)性能,而且難以發(fā)現(xiàn)。

    預(yù)應(yīng)力金屬波紋管在進(jìn)行試驗(yàn)時,波谷會產(chǎn)生相對較大的應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力**過波紋管的屈服較**,波紋管在交變載荷的作用下很容易發(fā)生破壞,使得預(yù)應(yīng)力金屬波紋管在波谷處很容易斷裂,這也是波紋管斷裂發(fā)生在**波紋與*二波紋連接的波谷處的原因之一。斷口微觀形貌分析:斷口具有典型的雙向起源疲勞斷裂特征,這與金屬波紋管內(nèi)外表面均存在不同程度的晶界腐蝕和點(diǎn)蝕情況是分不開的。斷裂源區(qū)一般取決于材料應(yīng)力集中的大小及材料強(qiáng)度的高低。當(dāng)材料局部區(qū)域存在缺陷時,會使缺陷處的強(qiáng)度大幅度降低,易成為裂紋的起源位置,波紋管斷裂應(yīng)該起源于波紋管內(nèi)外表面缺陷處,即發(fā)生晶界腐蝕或點(diǎn)蝕的位置,此處較為薄弱,再加上所受外力**過材料屈服強(qiáng)度時,金屬波紋管便會開裂。此外,預(yù)應(yīng)力金屬波紋管在試驗(yàn)過程中,承受由空氣壓力變化而產(chǎn)生的交變應(yīng)力、熱應(yīng)力以及振動應(yīng)力,波紋管組件在裝機(jī)試驗(yàn)過程中,有可能存在安裝精度不夠而出現(xiàn)偏差,連接元件未擰緊而出現(xiàn)松動等情況,在發(fā)動機(jī)工作時,這些情況都會引起波紋管組件產(chǎn)生一定的附加應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力的疊加作用**過金屬波紋管本身的疲勞強(qiáng)度時,也可能引起其疲勞斷裂。


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