核电主管道取样管焊缝疲劳开裂案例分析

目的针对某核电机组主管道取样管焊缝水压试验后渗透检测时发现的超标线性显示,分析失效原因,探讨制造期间不常见的疲劳裂纹形成及扩展的机制,分析导致疲劳的交变应力源所在。方法通过宏观分析、金相观察、断口扫描电镜试验。结果材质未见异常,该线性显示为裂纹所致,是疲劳裂纹。结论取样管焊缝焊趾部位多源裂纹不是水压试验所产生的,为水压试验后机械加工去除堵头时,因切削不良使取样管侧焊趾附近承载的交变载荷过量引起的疲劳开裂;疲劳应力主要来自水压试验后取样管堵头切除加工工序,铣削不良是引发疲劳裂纹的关键因素。     

天然气管路导气球阀失效分析

目的分析西部某气田天然气管路球阀发生开裂泄漏事故的原因。方法对球阀的化学成分、断口、金相组织等进行检测分析。结果球阀裂纹起源于阀体内表面,裂纹沿晶界扩展,晶界未发现贫铬现象,不存在晶间腐蚀;阀体材料存在沿晶铸造缺陷和枝晶露头,水淬激冷过程中形成沿晶微裂纹,承压状态下裂纹沿晶扩展;球阀螺纹根部最薄且应力集中,裂纹由内向外扩展,最终沿螺纹根部环向断裂,断口形貌为沿晶断裂。结论导气球阀失效原因是螺纹根部存在应力集中和铸造阀体存在缺陷。在两者共同作用下,导致阀体承压状态下沿晶脆性断裂。     

机翼后梁接头裂纹故障分析

目的分析某型飞机机翼后梁接头裂纹形成的原因,避免类似问题的重复发生。方法通过对机翼后梁接头进行受力分析,在对机翼后梁接头结构装配关系进行分析的基础上,采用有限元方法对接头进行应力计算,并对裂纹断口进行宏观和微观分析,确定产生裂纹的原因。结果机翼后梁接头裂纹为应力腐蚀裂纹。结论机翼后梁接头材料为LD5,对应力腐蚀敏感,接头在装配过程中存在较大的装配拉应力,而接头表面的腐蚀防护又存在缺陷,在较严酷的服役环境作用下发生了应力腐蚀开裂。     

变薄旋压产品常见缺陷探讨

通过图片,列举变薄旋压常见缺陷,例如:裂纹、堆积、鳞刺、隆起、内壁划伤、扩径等,分析产生的原因,探讨预防的措施.     

某产品零件导气箍锻造裂纹问题分析

分析了导气箍裂纹的原因是锻造缺陷所致。由于锻造缺陷是锻造过程常见的缺陷,难以避免,因而提出了采用打磨等方法消除微裂纹的补救措施和采用探伤检查剔除裂纹零件等排除法来解决锻造裂纹问题,经实际应用证明解决措施可行。     

某型飞机对接螺栓微动疲劳裂纹分析

通过断口形貌观察、X射线能谱检测、痕迹分析等试验方法,对某型飞机对接螺栓产生裂纹的原因进行了分析.结果表明,对接螺栓的裂纹性质为微动疲劳裂纹;表层微动疲劳裂纹产生后,进一步发生了镉脆开裂;微动疲劳裂纹在飞机末次大修前就已形成,在大修镀镉时镉渗入裂纹内部,并导致了对接螺栓在大修后的使用中裂纹发生镉脆扩展.     

成品油管道基于内检测的适用性评价与维修决策

目的 建立成品油管道基于内检测的适用性评价及维修决策方法.方法 针对某成品油管道内检测数据中的管道缺陷,进行缺陷尺寸特征与环焊缝关系等统计分析.考虑缺陷形态对管道安全运行的影响,结合国内外相关标准,制定成品油管道缺陷维修判定准则.结合缺陷强度评价、腐蚀速率计算以及剩余寿命预测,确定缺陷维修计划和再检测周期.结果 该管道内外腐蚀较突出,管道外部腐蚀缺陷分布相对较为均匀,而内部腐蚀缺陷分布较为集中.通过腐蚀缺陷点与最近环焊缝距离分析,发现疑似焊缝处防腐层补口失效3处.经评价分析,该管道建议无立即修复缺陷,所有93处腐蚀类金属损失缺陷计划响应时间都在5年内.通过管道适用性评价、腐蚀缺陷剩余寿命预测,确定管道再检测时间间隔为5年.结论 采用ASME B31G、分段腐蚀速率预测等方法实施管道完整性评价,并以此确定缺陷维修响应等级和时间具有较好的实施效果.当现场开展开挖修复工作后,应根据开挖测量结果修正管道缺陷维修计划.     

发动机缸体开裂失效分析

目的研究发动机缸体出现开裂失效原因。方法通过化学成分分析、力学性能分析、断口扫描分析、显微组织分析、能谱分析及低倍缺陷分析测试手段,对发动机缸体的开裂模式及失效原因进行分析。结果发动机缸体原材料中Si元素超标,导致晶界析出较多的Al Si Cu及Al2Cu脆性相,在开裂区域组织存在过热过烧现象,两个原因导致组织晶间结合力大大降低。同时,在开裂区域存在热节效应,低倍疏松和缩孔较集中的现象,为热裂纹形成及继续扩展提供了有利条件。结论通过不断改进设计工艺,控制原材料成分及调节浇注参数,大大减小了热裂纹出现概率,在后序批量生产中,未发现类似失效样件。     

钢板弹簧断裂失效行为研究

目的研究汽车钢板弹簧断裂失效的原因。方法通过化学成分分析、硬度测试、断口形貌分析、金相组织分析等手段研究汽车钢板弹簧的失效行为。结果由于表面脱碳层过深,使得表面疲劳强度及耐蚀性降低,同时因长时间腐蚀作用在表面产生腐蚀坑及腐蚀裂纹,并且在循环外力作用下,腐蚀缺陷处产生应力集中,早期裂纹萌生于表面腐蚀缺陷处并扩展,最终导致腐蚀疲劳断裂。结论通过控制热处理条件、增加加工余量并去除脱碳层、表面喷丸处理等措施,钢板弹簧表面耐蚀及抗疲劳性能大幅提高,可有效避免脱碳引起的腐蚀疲劳断裂。     

煤球碳化罐裂纹的成因与预防

通过对广西地区 1 990～ 1 999年在役压力容器的检验分析 ,认为煤球碳化罐产生裂纹的主要原因是设计缺陷 (材质、壁厚及技术要求 )、低周交变应力、筛栏结构不合理等。提出了相应的对策和建议。     

7A52铝合金及25CrMnSiA钢焊接件海洋大气应力腐蚀试验研究

目的研究7A52铝对接焊拉伸试样、25CrMnSiA钢对接焊拉伸试样的海洋大气应力腐蚀行为。方法利用自行设计制作的恒载荷大气应力腐蚀试验装置,在海南万宁站海洋大气环境中,分别采用7A52铝对接焊拉伸试样、25CrMnSiA钢对接焊拉伸试样进行海洋大气应力腐蚀试验研究。对试验中断裂的试样和未断裂的试样,进行表面腐蚀形貌、断口形貌、显微组织、显微硬度分布等分析。结果 7A52铝焊接件断裂在焊接部位,Cl-富集于SCC部分的含钙或含硫的第二相质点,促进了7A52铝焊接件应力腐蚀开裂。海洋大气应力腐蚀试验的25CrMnSiA钢焊接件断裂在母材部位,而实验室拉伸试验断裂在焊接部位。结论两种焊接件在海南海洋大气环境下均存在应力腐蚀开裂,裂纹萌生、扩展于朝向海洋方向的试样表面,存在"风脆"现象。     

Problems and issues in laser beam welding of aluminum–lithium alloys

Aluminum–lithium (Al–Li) alloys are very attractive for potential aerospace applications due to their lower density, higher specific strength and rigidity, better corrosion and fatigue crack growth resistance properties, compared to conventional aluminum alloys. Laser beam welding (LBW), being an advanced joining method, has already been approved for applications involving aluminum alloys. However, there are still a number of problems and issues to be answered and solved in LBW of Al–Li alloys. In this review, the properties of Al–Li alloys and the characteristics of LBW are introduced, the formation and prevention of the main weld defects such as porosity and hot cracking are discussed, and then the weld microstructure and the joint mechanical properties are described in highlight. At the end, an outlook on future trends is presented.     

铝锂合金焊缝大气腐蚀行为研究

目的研究铝锂合金搅拌摩擦焊焊缝在大气环境中的腐蚀行为。方法采用电化学极化法、质量增加法、扫描电子显微镜、三维体式显微镜几种不同的表征手段对铝锂合金搅拌摩擦焊焊缝在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为进行研究。结果焊缝部位存在较为严重的应力腐蚀开裂现象,腐蚀电位比基体部位负移约0.05 V,腐蚀速率比一般基体部位明显增大。结论搅拌摩擦焊虽具有较多优点,在其他领域得到一定应用,但针对铝锂合金在海军飞机方向的应用存在缺陷,不能直接裸露使用。     

油田用双金属机械复合管失效原因分析与对策

目的 分析研究双金属机械复合管的失效原因,并提出改进措施。方法 对比说明双金属机械复合管几种常见的典型制造方法及其优缺点,介绍应用中典型传统焊接工艺焊接的环焊缝腐蚀剌漏或穿孔、环焊缝开裂、内衬塌陷或鼓包以及爆管等常见的失效形式,利用现场应用的失效实例、统计数据和室内检测结果,分析这些失效类型的原因,并提出针对性建议或措施。结果 双金属机械复合管几种典型的制造方法各有优缺点,但其产品的内衬与基管的结合力均较小。造成其管材失效的主要原因有高压、高温、含CO2/Cl^–腐蚀介质、封焊结构、焊接工艺、外防腐层施工、应力腐蚀或电偶腐蚀等。根据现场应用实践,提出并应用了管端堆焊结构、环焊缝用镍基合金焊材、增加内衬厚度和小管径等防止失效的建议或措施,取得很好的防护效果。结论 造成此类管材失效的因素有腐蚀、封焊结构、焊接、外防腐施工及应力腐蚀或电偶腐蚀等,可采取堆焊结构、镍基合金焊材、厚衬层和小管径等措施。     

某型发动机滑油供油导管裂纹分析

目的研究确定某发动机滑油供油导管裂纹性质及其产生原因。方法通过痕迹检查、断口观察、X射线能谱分析等试验方法,对滑油供油导管裂纹进行了综合分析。结果滑油供油导管的裂纹性质为疲劳裂纹,疲劳起始于波纹管第1波谷的外表面。结论波纹管存在装配张应力是导致滑油供油导管产生疲劳裂纹的原因;装配张应力是由于弯管焊接段与波纹管在焊接时不同轴造成的。     

低合金钢焊接接头腐蚀性能研究进展

详细介绍了低合金铜焊接接头的主要腐蚀破坏形式,包括应力腐蚀、氢致开裂、腐蚀疲劳和电偶腐蚀等,并探讨了焊后热处理和焊接热输入2项工艺参数对焊接接头耐蚀性的影响,提出了提高其耐蚀性能的措施。同时还对焊接接头腐蚀行为的研究方法作了简要概述,并提出了今后的发展方向。     

汽车排气管焊缝断裂的失效分析

某汽车用排气管使用不久焊缝处断裂。对失效排气管焊缝进行化学成分、金相组织和断口的微观分析。发现该排气管焊缝柱状组织粗大,断口微观形貌为沿晶断裂,柱状晶贯穿整个断裂面,断口有较明显的脆性特征。分析认为该排气管属于早期失效,是由于薄壁的排气管焊接时温度过高,导致焊缝柱状组织粗大,加之薄壁管冷却又快,致使焊缝产生较大的内应力。建议改进焊接工艺,控制较低的层间温度,使焊缝组织细化,解决焊缝断裂问题。     

基于应力强度因子的发动机连杆裂解力数值模拟分析

目的为获得合适的裂解力,以某款轿车发动机连杆为研究对象,应用扩展有限元法(Extended Finite Element Method,XFEM)对裂解工艺中的裂解力进行计算分析。方法根据部件的实际尺寸建立预制初始微裂纹条件下的连杆裂解有限元模型,确定相关的材料参数,并进行有限元网格划分,确定部件之间的约束类型。以应力强度因子大于材料断裂韧度,裂纹即扩展为依据,反复试算得出应力强度因子达到断裂韧度时的裂解力,进而通过大量计算和数据拟合得出初始微裂纹长度与裂解力之间的关系。分析裂解力对塑性区的影响,为裂解力阈值确定给出参考。结果当裂解力能够满足裂解工艺要求时,预制的初始微裂纹长度应尽可能小。结论最为理想的裂解力为材料断裂韧度对应的裂解力。文中提出的分析方法也适合于求解各类连杆的裂解力。     

Research evolution on intelligentized technologies for arc welding process

This paper presents some new evolutions of research works in the IRWTL at SJTU on intelligentized technologies for arc welding dynamic process and robot systems, including multi-information sensing of arc welding process, such as characteristic extraction of weld pool image, voltage, current, and sound, arc-spectral features; multi-information fusion algorithms for prediction of weld penetration; intelligentized modeling of welding dynamic process; intelligent control methodology for welding dynamic process; intelligentized technologies for robotic welding, such as guiding and tracking seam technology and intelligent control of weld pool and penetration in robotic welding process; and development of autonomous welding robot system for the special environment. The ideas of intelligentized welding manufacturing technology (IWMT) and intelligentized welding manufacturing engineering (IWME) are presented in this paper for systematization of intending researches and applications on intelligentized technologies for modern welding manufacturing. The studies of intelligentized welding presented in this paper establish the foundation work of intending researches and applications on intelligentized technologies for modern welding manufacturing.