UG-75/5.3-M21锅炉水冷壁上集箱连通管爆管事故分析

分析了某一锅炉在试运行过程中水冷壁上集箱联通管发生爆管事故的原因.通过力学性能测试和断口分析,发现裂纹起源于管道内壁的一条深达1.3mm的沟槽,裂纹沿沟槽向两侧扩展,其断裂形式为塑性断裂.从结构应力分析和故障树分析看,引起爆管事故的原因是多方面的,如果管道没有缺陷,即使温度升高到500℃,结构仍处于弹性阶段,不会发生塑性变形;若温度保持在280℃,即使存在330mm长、10mm宽、1.3mm深的沟槽,结构也仍处于弹性阶段,不会发生塑性变形.当沟槽和过热现象同时存在时,管道进入塑性变形阶段.因此,管道内壁的局部减薄缺陷（沟槽）和过热的共同作用导致爆管.     

铠装热电偶电缆在弯曲加工过程中的断裂原因

对一支保护管为GH3128高温合金的铠装热电偶电缆的断裂原因进行分析,并提出工艺改进措施。结果表明：保护管内壁存在凹坑,并有氧化镁嵌入,使内壁在拉拔过程中受到较大应力,增加了裂纹源萌生的概率;铠装电缆保护管内、外壁受到较大应力,使其材料发生成分偏析,材料显微组织极不均匀,最终导致铠装电缆在弯曲加工过程中断裂。     

汽车雨刮器刮杆接头断裂失效分析

某汽车雨刮器上的刮杆接头在进行12h的连续雪堵试验后发生断裂失效。为查明断裂原因,对刮杆接头进行了宏观分析、断口分析、化学成分分析、硬度测试以及金相检验。结果表明:该刮杆接头内侧R凸角的台阶处存在机械损伤缺陷,裂纹源萌生于此机械损伤缺陷处,加之R凸角台阶的应力集中效应,故在连续雪堵试验时刮杆接头发生一次性大应力断裂。     

天然气加气站管道爆裂分析

加气站天然气管道在加气时突然发生爆裂。采用宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验和扫描电镜分析等方法对其进行了爆裂原因分析。结果表明：该管道的内壁在天然气高压冲刷下,沿纵向加工方向产生硫化物选择性腐蚀,形成纵向沟槽,产生应力集中并使管道有效尺寸减少,承受压力的能力减弱,最终在薄弱处的弯头外侧产生爆裂。     

铁路转辙机表示接头板断裂失效分析

通过对表示接头板化学成分分析、力学性能测试、断口分析、金相观察等分析方法,并结合其安装形式及工作过程进行了分析。结果表明,表示接头板断裂是由于外力损伤导致形成裂纹源,组织中有变形现象且存在过渡区域,加剧应力集中,进而在使役过程中疲劳扩展,最后形成断裂。建议安装或巡检时避免造成工件损伤,或更换强度更高的材料。     

5-1/2FH双台肩钻杆内螺纹接头断裂原因分析

采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验和断口分析等方法对某5-1/2FH双台肩钻杆内螺纹接头的断裂原因进行了分析。结果表明:此双台肩钻杆内螺纹接头在副台肩第一完整螺纹根部发生了疲劳断裂失效。断裂具有多源特征,起源于内螺纹根部并向外壁扩展,当穿透壁厚形成通道时发生了刺漏,从而使断口表面形成了冲刷痕迹。上扣扭矩不足,同时接头承受的弯曲应力较大是造成接头疲劳断裂失效的主要原因,另外FH型螺纹固有的螺纹根部半径较小、应力集中较大,使接头失效的风险增大。     

盘架管路弯管断裂原因分析

通过断口分析、化学成分分析和金相检验等方法对某盘架管路弯管的断裂原因进行了分析。结果表明:该盘架管路在生产过程中因非正常使用工具校形导致弯管根部存在较大的残余应力;另外,工具校形在弯管表面产生的机械损伤形成了应力集中,促进了裂纹的萌生;加之弯管焊缝热影响区晶粒粗大降低了该处材料的疲劳强度;上述因素综合作用最终导致弯管在耐久振动试验中于焊接热影响区的机械损伤处发生疲劳断裂。     

复合材料单钉接头三维逐渐损伤破坏分析

针对纤维增强复合材料螺栓双盖板接头, 发展了面内静拉伸三维逐渐损伤模型。并对损伤累积过程中出现的四种基本损伤机理类型(纤维断裂、纤维-基体剪切、基体开裂、分层) 及其之间的相互关联性进行了分析模拟, 并能成功预测其接头层合板静拉伸强度、破坏模式及损伤与扩展的整个过程。同时用参数化设计方法, 对任意铺层、任意尺寸单钉接头进行建模, 使分析工作更加方便。用本模型计算的结果与文献[ 4 ]提供的9 种不同铺层尺寸接头实验结果进行了比较分析, 对比结果非常令人满意。      

高温过热器T91/TP347H异种钢焊接接头断裂失效分析

某电厂超临界火电锅炉的高温过热器管在服役约4×10~4 h后,T91/TP347H异种钢焊接接头T91钢管侧出现环向断裂事故。通过宏观检查、结构分析、化学成分分析、金相检验及硬度测试等方法,对该焊接接头断裂失效的原因进行了分析。结果表明:焊接接头的T91钢管侧内壁车削后的厚度小于钢管的最小需要壁厚,该处钢管过量车削后的结构造成的工质流动变化引起了局部超温,材料加速老化,钢管强度下降;T91钢管侧热影响区由于强度不足而发生胀粗,产生蠕变裂纹,裂纹在轴向应力的作用下不断扩展,最终引起钢管环向断裂。     

复合材料单钉接头疲劳累积损伤破坏分析

基于时间增量原理 , 推导了层合板接头疲劳加载累积损伤应力2应变分析的虚功方程。同时 , 引入Hashin三维疲劳失效准则进行材料的损伤判定 , 并结合建立的疲劳加载材料退化模型、 4种基本损伤机制相互关联作用的材料性能退化方法及复合材料接头最终失效判据 , 建立了层合板接头疲劳载荷作用下三维累积损伤分析的寿命预测方法。最后 , 对层合板接头拉2拉疲劳载荷作用下的损伤累积扩展与失效规律进行了仿真分析 , 并与试验结果进行了对比 , 结果表明 : 本文中建立的寿命预测方法能够很好地预测层合板接头的寿命以及损伤发生、扩展及最终失效。      

CFRP/TC4激光连接工艺及接头组织和性能

针对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)和TC4钛合金的激光焊接开展研究,分析了工艺参数对接头力学性能的影响,并进行接头断面分析;观察了接头微观结构及界面键合特征,分析了接头连接机理。结果表明：CFRP和TC4在激光的作用下能够获得良好的接头,在试验工艺范围内,当激光功率为650 W、焊接速度为10 mm/s时,接头剪切力最大值为926 N。接头通过TC4以及树脂的相互渗透能形成机械互锁效应,接头断裂模式主要为粘结断裂和内聚断裂,通过分析接头微观结构发现CFRP受热分解形成气泡,同时接头界面发生了元素扩散并在界面发生反应生成TiO₂、CTi_0.42V_1.58组织,同时出现-OH键,从而构成稳定的接头组织。     

变电站阻波器吊环断裂原因分析

变电站阻波器吊环在受力较小的情况下异常断裂。为查清断裂原因,运用宏观检验、扫描电镜及能谱分析、金相检验等方法进行了深入探讨。结果表明：吊环为疲劳断裂,断裂源位于吊环外表面,该部位同时存在机械损伤及应力集中;材料中较多的夹杂物及晶间析出物进一步降低了材料的疲劳强度,以上诸因素共同作用,最终导致了吊环的断裂失效。     

碳纤维/环氧树脂复合材料缠绕接头拉伸失效机制

通过试验及数值模拟对碳纤维/环氧树脂复合材料缠绕接头轴向拉伸失效机制进行研究。基于ABAQUS有限元软件,通过连续介质损伤模型及内聚区模型,分别对碳纤维/环氧树脂复合材料缠绕接头各部件及界面进行模拟,编写用户自定义材料子程序(UMAT),建立复合材料的渐进损伤模型,最终得到碳纤维/环氧树脂复合材料缠绕接头的应力分布和载荷-位移曲线,并与试验结果对比确定结构的失效机制。结果表明:有限元分析所得碳纤维/环氧树脂复合材料缠绕接头损伤部位及失效模式与试验吻合,失效载荷与试验值相差较小,证明仿真分析方法的有效性。通过对比失效模式发现,拉伸载荷作用下,链环是主承力部件,其弧形端部是应力集中处,纤维断裂即从此处开始发生并向外扩展,导致链环断裂及整体结构破坏。      

304奥氏体不锈钢护栏断裂失效分析

某教学楼阳台304奥氏体不锈钢护栏发生断裂失效。采用宏观检查、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等对护栏断裂原因进行了分析。结果表明:304奥氏体不锈钢护栏母材显微组织中存在大量非金属夹杂物,焊接接头存在的未焊透现象降低了接头强度;母材碳含量较高,在焊接热循环作用下,活动能力强的碳原子与铬化合形成碳化物析出,使热影响区晶界贫铬,形成"敏化",增加了材料的晶间腐蚀倾向,降低了焊接接头的强度,最终导致护栏断裂失效。     

湿气输送对管道的腐蚀损伤

通过现场调研及采用宏观分析、能谱和X射线衍射等方法分别对经过湿气输送后管道的腐蚀损伤形式扣腐蚀机理进行了分析研究。结果表明,管道内壁发生了较严重的均匀腐蚀;管道内壁环焊缝处无内涂层保护部位也发生了局部腐蚀。腐蚀机理属于CO2腐蚀,腐蚀产物主要是FeCO3,FeO（OH）和Fe3O4。     

某井钻杆接头断裂原因

在对某油气井的钻探过程中,钻杆接头发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、力学性能测试、金相检验等方法对该钻杆接头的断裂原因进行分析。结果表明：该钻杆接头的断裂性质为疲劳断裂,钻杆钻进过程中频繁发生跳钻、憋钻现象,使其瞬时载荷较大,在钻杆大端螺纹根部萌生了疲劳裂纹,在复杂的交变载荷作用下,裂纹快速扩展,最终导致钻杆接头发生断裂。     

海床土体减缓坠物对海底管道撞击作用的研究

海底管道受坠物撞击的损伤分析中,海床土体是不宜忽略的因素。基于耦合欧拉-拉格朗日算法（CEL法）,该文建立了模拟坠物撞击海底管道过程中土体变形的有限元模型,并进行了物理模型试验,二者结果吻合较好。针对粘土海床,分析了海床柔性、海床土质、管道埋深、摩擦及坠物形状对海底管道损伤的影响。研究表明:对于裸置管道,海床柔性使一部分撞击能量转化为管道的整体变形,减轻管道局部损伤;对于埋置管道,基于软件的二次开发,考虑了正常固结粘土及均质粘土两种情况,二者的安全埋深相差较大。综合考虑上述土质的影响,2 m的埋深可提供有效的保护;埋深超过1 m时,坠物与土体间的摩擦系数对管道损伤的影响更加明显;形状尖锐的坠物受到土体的阻力较小,对管道造成的损伤程度较大。不同形状的坠物撞击管道时,管道的变形特征存在差异。研究结果对管道的风险评估及安全埋深设计具有指导意义。     

简述沟槽管道连接质量控制

沟槽管道连接技术作为管道连接新型技术,已广泛应用于消防水等管道施工中。本文结合实际施工经验,就沟槽连接过程中的材料、沟槽加工、支吊架设置、适用场所等方面进行了介绍和总结。     

传热管道设备的内壁状态监测方法

在特定边界条件下对热传导方程进行求解,优化所得温度分布方程的系数,并利用分段积分法对系数进行化简,建立了传热管道设备表面温度、材料特性与内壁状态3者间的关联模型,并将其应用在传热管道设备的内壁状态监测上。结合导热反问题,利用所建立的关联模型分析传热管道设备外表面的温度数据,得到内壁几何形状。通过仿真实验验证了该方法的可行性,从而为传热管道设备内壁状态的实时监测提供依据。     

裂解炉管及其焊接接头的断裂分析

研究了运行损伤对炉管材料性能的影响，分析了生产运行中炉管断裂失效的主要类型和本质；研究了炉管焊接接头断裂的原因和特征。提出了预防对策。