钢结构桥梁的失效高强螺栓腐蚀产物特性研究

目的 研究在重庆湿润气候环境腐蚀条件下,朝天门大桥断裂高强螺栓的腐蚀特性及其影响因素.方法 根据朝天门大桥2013—2018年发现的81颗脱落断裂的高强螺栓在桥梁不同位置、时间发生脱落断裂的时空及类型分布统计分析结果,选取具有代表性的6个样品.同时,开展模拟重庆市湿润气候环境下高强螺栓的腐蚀试验,采用Q8直读光谱仪、扫描电镜、EDS、XRD等,对失效高强螺栓及模拟腐蚀环境下的高强螺栓表面腐蚀产物的化学组成、微观形貌进行分析,探讨高强螺栓失效与环境腐蚀之间的关系.结果 断裂失效螺栓断口表面、全新螺栓表面及芯部的化学成分分析结果表明,断裂失效螺栓和全新螺栓芯部的元素均为Fe、C、Mn、Si,元素分布均匀,而失效高强螺栓断口表面及模拟腐蚀环境下的高强螺栓表面腐蚀产物的元素种类较多,主要为铁和氧元素.失效高强螺栓及模拟腐蚀环境下的高强螺栓的表面腐蚀产物EDS能谱分析结果表明,腐蚀产物中有S、Cl、Al、Si、K等元素的存在,XRD物相分析结果显示,存在大量的Fe、Mn、Si等元素的氧化物及硫化铁.结论 高强螺栓的断裂失效与大气腐蚀(酸雨)、工业尘埃、道路扬尘等环境污染有关.     

酸性气体分离器螺栓断裂原因分析

V-1504酸性气体分离器上的螺栓使用30 d后,发生螺栓断裂事故。本文采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试和力学性能对螺栓断裂原因进行分析。结果表明：引起螺栓断裂的主要原因是螺栓在使用过程中受到腐蚀介质和拉应力的共同作用,在其弯曲内侧产生应力腐蚀裂纹,导致在紧固螺栓时沿着已有的微裂纹迅速断裂。     

某型高强度螺栓断裂失效分析

为了能确定某海上设备使用的35CrMnSiA高强度螺栓的断裂原因,对断裂的螺栓进行外观检查,断口宏观、微观分析,氢含量检测,金相组织检查及硬度检测等试验.在理化试验的基础上,运用微观断裂机理对螺栓的断裂原因进行分析,得出结论:其断裂失效性质为由应力,氢和腐蚀共同作用引起的氢致开裂型应力腐蚀断裂.其中,引起螺栓断裂的氢来自外界腐蚀环境.提出改善螺栓的加工工艺和使用无氢脆的涂覆层来提高螺栓的抗腐蚀断裂能力.     

核电厂溢流阀螺栓断裂的原因

某核电厂溢流阀螺栓发生断裂.通过分析和观察断裂螺栓的化学成分、硬度、显微组织及宏微观形貌,探讨了螺栓断裂的原因,并提出了相应的建议.结果表明:失效螺栓的化学成分及组织正常,螺栓等级为12.9级,硬度接近标准上限;螺栓的断口具有沿晶特征形貌,断裂性质是氢致应力腐蚀开裂,为环境促进开裂机制作用的结果.     

不锈钢螺栓断裂原因分析

飞机在飞行一段时间后,输油管卡箍上的螺栓发生断裂。通过宏观检查、基体材料化学成分分析、断口宏观微观分析、能谱分析、硬度测试和金相检验等方法对断裂螺栓进行了分析。结果表明:螺栓的断裂性质为应力腐蚀;环境介质和工作应力的共同作用,使螺栓在应力集中的T型连接处产生应力腐蚀断裂;未按要求状态进行最终热处理导致螺栓组织异常、硬度偏高,从而增加了螺栓的应力腐蚀敏感性,对断裂的发生起到了促进作用。     

丙烯球罐底部排放阀连接螺栓断裂原因分析

对开裂和断裂的丙烯球罐底部排液阀连接螺栓进行了宏观和微观观察分析，结果表明，螺栓断裂起源于螺栓表面的晶间腐蚀，后以晶间型应力腐蚀开裂(SCC)扩展至断裂，腐蚀介质为SO4^2-和Cr^-对在大气中使用的奥氏体不锈钢螺栓产生SCC的原因进行了分析和讨论，并提出防止该螺栓断裂的工程措施。     

废水管道螺栓的腐蚀断裂分析

采用宏观形貌、化学成分、能谱等分析方法对某废水管道法兰螺栓服役过程中断裂的现象进行了分析.结果表明,螺栓断裂的原因为氯离子作用下的应力腐蚀开裂,铬和镍的含量过低会降低螺栓的耐蚀性.     

φ19mm高强度螺栓断裂原因分析

采用扫描电镜观察、化学成分及金相检验等方法对高强度螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明,螺栓基材的芯部显微组织中含有一定量的贝氏体,降低了零件的强度,导致在承受外力作用时,过早在应力集中的螺栓头根部产生疲劳裂纹。在交变应力和腐蚀介质的共同作用下,造成疲劳裂纹不断向内扩展。当个别螺栓的有效承载截面减小至强度不足时引起断裂,剩余螺栓承受载荷加大,加速产生腐蚀疲劳断裂。     

高强度螺栓断裂原因分析

对断裂的高强度螺栓进行了成分、性能及微观形貌结构等分析。结果表明，螺栓断裂为疲劳断裂及氢脆和应力腐蚀断裂．氢脆主要发生于裂纹形成初期。     

飞机盖板螺栓断裂失效分析

某飞机服役一段时间后，机翼盖板1根螺栓发生断裂。通过外观痕迹和断口形貌观察、显微组织检查、硬度测试、能谱成分分析、氢含量测试以及氢脆试验，对螺栓的断裂性质和原因进行了分析。结果表明，螺栓断裂性质为氢致延迟脆性断裂。材料强度偏高，氢脆敏感性较大是螺栓发生氢脆断裂的内因，表面局部腐蚀吸氢是导致螺栓氢脆断裂的直接原因。调整热处理工艺，在满足设计要求的前提下适当降低螺栓的强度，同时加强螺栓的腐蚀防护，可以有效预防氢脆断裂的发生。     

某无人机螺旋桨联接螺栓断裂失效的多学科分析与改进

某型无人机在试飞试验中螺旋桨的4根30Cr Mn Si A联接螺栓发生早期断裂失效故障。综合材料失效分析、表面完整性分析、断裂强度分析、结构动力学分析、载荷-时间历史分析、螺纹联接设计分析和螺纹加工工艺分析的多学科分析方法,确定了造成接螺栓早期断裂失效的多重因素。结果表明,除4号螺栓外,其余3根螺栓均属于疲劳断裂失效。造成疲劳断裂的主要原因如下:该无人机海运中联接螺栓未进行腐蚀防护,导致螺栓遭受了海洋大气环境腐蚀,加上较大的螺栓预紧力,螺纹根部产生了腐蚀剥落和应力腐蚀损伤,大幅降低了螺栓的抗疲劳性能;试飞时发动机工作转速与螺旋桨的1节径3阶模态固有频率吻合,致使螺旋桨产生了共振,从而使联接螺栓遭受了共振疲劳载荷作用。在此基础上提出抗疲劳建议:在储运和使用中对螺栓进行腐蚀防护;避免发动机长时间工作在共振转速附近;应采用滚压加工螺纹以提高螺栓的疲劳强度;调整螺旋桨盘螺栓孔的位置,降低螺栓工作载荷;将螺钉联接设计改为螺栓联接设计,以避免铝合金内螺纹变形;适当减小螺栓预紧扭矩,以降低疲劳载荷的平均应力水平。     

燃气机涡轮连接螺栓断裂原因分析

某燃气轮机涡轮系统用连接螺栓,试车分解检查时发现多件断裂。采用断口宏微观观察,金相组织分析,能谱分析,故障模拟验证试验等方法,对螺栓的断裂原因进行了综合分析。结果表明:失效螺栓属于沿晶脆性断裂;螺栓装配过程中使用的高温丝扣脂中的低熔点元素Pb,在一定的拉应力、温度作用下,引起晶界腐蚀损伤是导致螺栓断裂的主要原因。该研究结果对此类螺栓的使用和故障预防可提供借鉴。     

大牛地气田含硫气井腐蚀监测

根据大牛地含硫气井生产特点,室内采用化学分析方法分别对D1、D2两口气井的气样、水样、天然气中H2S含量、腐蚀产物等进行取样检测分析,现场采用挂片腐蚀失重法对试验井进行离线监测,计算油管腐蚀速率.结合两种常用气井腐蚀监测技术确定出试验井主要存在腐蚀类型为H2S气体引起的酸性腐蚀及高矿化度腐蚀.     

火炬气回收装置气柜的腐蚀与控制

本文分析了火炬气回收装置3万立方米螺旋导轨湿式气柜的腐蚀原因,提出了气柜防腐蚀措施,包括涂料防腐、牺牲阳极保护、水质处理等综合腐蚀治理措施。经过6年使用,证明具有明显的防腐蚀效果。     

普光气田集输系统的腐蚀控制技术

普光气田集输系统共建有16座集气站、1座集气总站、38口开发井,站外管线37.78km。由于天然气中硫化氢含量15%左右,二氧化碳含量8%～10%,且采用湿气集输工艺,因此集输系统存在较大腐蚀风险。通过电化学腐蚀试验、抗氢致开裂(HIC)和抗硫化物应力腐蚀(SSC)试验,确定了集输系统抗硫材质,采用"预涂膜+连续注入"的缓蚀剂加注工艺、阴极保护技术和智能清管技术等对设备实施保护。采用腐蚀挂片、电阻探针、线性极化探针和电指纹等多种腐蚀监测手段。普光气田集输系统腐蚀速率控制在0.044mm/a以下。     

轴向应力对35CrMoA螺栓湿H2S应力腐蚀断裂的影响

采用自行设计的一套装置研究了螺栓(35CrMoA)在湿H2S环境中的失效过程,对螺栓的化学成分、微观组织、宏微观断口形貌及裂纹尖端应力情况进行了分析。试验和分析的结果表明,在湿H2S环境中35CrMoA螺栓在一定的应力水平下会发生应力腐蚀破坏。     

On the applicability of high strength self‐tapping aluminium bolts in magnesium nut materials for automotive applications

High strength aluminium bolts made of AW 6056 T6, AW 7075 T6 and T79 have been investigated regarding the applicability in magnesium nut materials for automotive applications. With respect to galvanic corrosion all combinations of aluminium bolts with magnesium parts show superior corrosion properties when compared to galvanised steel bolts connected to magnesium. With respect to stress corrosion cracking (SCC) no aluminium bolt in contact with magnesium failed due to SCC. This is because of cathodic protection of aluminium alloy through magnesium. Even peak‐tempered highest strengthened T6 7xxx aluminium bolts can be used for automotive applications when compressive residual stresses are present in the thread root of the bolts.     

某烟气轮机动叶片榫齿断裂原因分析

对某烟气轮机的动叶片榫齿接触痕迹特征、组织和受力进行综合分析.结果表明,榫齿裂纹为起始应力较大的疲劳裂纹,受力最大的第三榫齿和榫槽接触不均匀,局部磨损严重导致发生磨蚀萌生裂纹.榫齿各部位的混晶以及晶界连续粗大碳化物膜加速了裂纹的萌生与扩展.另外,材料在高温燃气环境下易发生腐蚀,也是导致榫齿失效的诱发因素.     

发动机气缸体泄漏原因分析

发动机气缸体在南海试验时发生泄漏故障。对气缸体气道表面形貌、裂纹形态及裂纹断口进行了宏微观观察、能谱成分分析,对气缸体的金相组织及硬度进行了检查。结果表明:气缸体的裂纹性质为应力腐蚀开裂;由于气道表面残留高浓度的Cl-以及材料具有较高的应力腐蚀敏感性,使得气缸体在残余应力作用下发生应力腐蚀开裂。要预防气缸体发生应力腐蚀失效,可采取加强清洗以减少Cl-的残留、改善材质状态或更换材料以降低其应力腐蚀敏感性等措施。     

某天然气管道内腐蚀原因及防控措施

目的分析某天然气管线典型管段的腐蚀特性,明确管线的腐蚀原因及机理。方法采用扫描电镜对管道内壁不同方位的腐蚀形貌进行表面和截面微观观察。采用X射线衍射和EDS方法进行成分定量分析。结合天然气管道输送天然气成分、清管记录等服役状况进行天然气管线的内腐蚀特性研究。结果 CO_2腐蚀是造成该天然气管道内腐蚀的主要原因,管段12点钟方向腐蚀坑深度约为0.18 mm,3点钟和6点钟方向腐蚀坑深度均约为0.1 mm,腐蚀产物以Fe_2O_3和FeCO_3为主,6点钟方位的腐蚀产物厚度最大,3点钟方位的腐蚀产物厚度最小,3点钟和6点钟方位的腐蚀产物主要以Fe、O、C为主,12点钟方位的腐蚀产物含有S元素,同时可能存在细菌腐蚀。SiO_2是管线内残余的污泥本身所含,该管道在投入工作前可能已经发生了腐蚀。针对性地提出了相关腐蚀防控措施,采取措施后换管频率降低了56%。结论天然气管线存在的内腐蚀多为局部腐蚀,运行过程中应尽可能地避免腐蚀的发生,及时采取相应的防控措施,以免造成不必要的损失。