发动机燃油供油导管断裂失效分析

某型发动机连续发生两起由于与主输油圈连接的U形燃油供油导管在连接处断裂引起的空中漏油故障.对断裂导管的安装位置、结构特点及装配情况进行了检查,对同型发动机进行了开车试验,对导管断口进行了分析.结果表明,两根导管的断裂性质相同,均为起始应力较大的高周疲劳断裂,疲劳裂纹起始于U形导管内侧或外侧的焊缝部位.U形导管装配应力大是导致导管疲劳裂纹早期萌生的主要原因,高压燃油冲击和脉动引起的弯曲应力对裂纹的萌生也有一定的影响,导管焊缝处存在的焊接缺陷对裂纹的萌生具有促进作用.     

燃油测压导管断裂分析

燃油测压导管服役中发生断裂,造成燃油泵报警。对断裂导管进行断口形貌和痕迹分析,结果表明:导管属疲劳断裂,与受到较大弯曲振动应力有关;管身磨损痕迹和位置说明卡箍未有效固定导管,这是造成导管应力载荷较大的原因。后续调查显示技术管理存在不足,使得执行装配工艺更改不及时,以致卡箍未起作用。导管在装配时由工人自弯成形,测得导管端头直线段长度小于技术要求,这会增加导管装配应力,对导管断裂具有促进作用。     

防喘压力信号管断裂分析

发动机防喘压力信号管多次于钎焊位置断裂。采用外观检查、断口宏微观形貌观察及金相分析,对其中一件典型管件进行了综合分析。结果表明：管件断裂于引接管长管弯管段球座根部位置,断裂起源于表面的钎料层,断口可见明显的疲劳条带特征,断裂性质为疲劳断裂。失效的主要原因是由于钎料层不均匀,韧性较差,且管件在装配过程中存在较大的变形,使钎料层沿枝晶开裂,形成原始裂纹。在防喘压力信号管工作过程中,在振动应力作用下发生疲劳扩展并最终导致管件断裂。通过严格控制钎焊过程并防止装配中管件发生较大的变形可以避免该类故障。     

航空发动机滑油供油管裂纹分析

飞行时航空发动机滑油压力告警,分解检查后发现滑油供油管与盖板钎焊缝焊角处存在一条裂纹,裂纹沿周向扩展,约占整个圆周的4/5,采用断口观察、金相组织分析、有限元计算分析、装配应力和振动应力测试等方法,分析了滑油供油管裂纹产生的原因。结果表明:滑油供油管裂纹性质为高周疲劳开裂,裂纹起始于外壁表面钎焊缝焊角部位,裂纹位置处装配应力为280 MPa,振动应力为21 MPa,较大的振动应力和装配应力共同作用导致滑油供油管裂纹。通过增加卡箍,改善校形,可避免类似故障。     

加力外圈总管断裂故障分析

针对发动机加力外圈总管在使用过程中出现多起进油弯管四通座附近裂纹和断裂故障，通过对故障件宏观检查、金相分析、断口观察等理化分析，对材料、焊接质量、断裂特征等做出评估，结合加力外圈总管安装结构特点、发动机加力燃烧室工作特性，进行加力外圈总管断裂分析。结果表明:加力外圈总管安装结构刚性过强，交变温度应力是导致加力外圈总管断裂的主要原因；通过降低加力外圈总管最大应力部位的刚性，可使工作中的交变热应力有效降低。     

可拆卸卡箍断裂原因分析

飞机发动机引气预冷系统导管固定卡箍服役后发生断裂,通过外观观察、断口宏微观观察、金相组织检查、硬度试验、化学成分分析等方法对卡箍断裂原因进行了综合分析,结果表明:断裂卡箍为高周疲劳断裂;导管设计布局在发动机舱,断裂卡箍处位于导管安装有波纹管端附近,在发动机运转中产生振动,如果卡带与支架装配过程中装配应力过大,会导致外表面边角处应力较大,同时在振动应力作用下,在外表面边角应力集中处形成裂纹并扩展,降低支架的边缘和卡带表面处的应力集中,消除卡带边缘的残余应力,可有效防止卡箍的疲劳断裂。     

电站锅炉包墙过热器管子断裂原因及修复措施

通过对化学成分、力学性能及金相组织等的分析,对安装过程中包墙过热器管排断裂进行探讨。结果表明,引起断裂的原因主要是结构应力、微小裂纹源的存在和较低的环境温度。为此提出相应的措施。     

发动机引气管卡箍断裂原因分析

在发动机试车过程中,其引气管卡箍发生断裂。通过对该故障引气管卡箍进行外观检查、断口分析、表面微观检查、材质分析及卡箍应力分布计算,以确定引气管卡箍断裂性质及原因。结果表明:卡箍断裂性质为高周疲劳断裂,卡箍安装端折弯处转角较小与划痕所致的应力集中是导致卡箍过早发生疲劳断裂的主要原因,振动载荷也加速了该卡箍疲劳断裂故障发生;提出了在卡箍成型加工过程中避免划痕划伤基体及适当加大折弯处转角R的改进建议。     

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。     

杆端关节轴承失效分析

针对直升机杆端关节轴承杆端体多次出现断裂故障进行失效分析,通过断口宏微观观察、材质检测、能谱分析、裂纹源周围特征观察以及疲劳试验件断口分析等,结合对未装机国产件和进口件杆端体内壁加工表面观察对比,分析出故障件的断裂性质为疲劳断裂,断裂起源于杆端体内壁与轴承外圈的微动磨损处,故障件发生微动磨损的原因与杆端内壁表面加工方式不合理有关。为深入查找原因,对改进工艺后的同一型号国产件通过不同装配方式进行疲劳试验性能分析和疲劳断裂件失效分析,得出采用温差装配改进后的轴承可最大程度的降低发生疲劳断裂的风险。     

不锈钢高温钎焊导管断裂分析及质量控制

以某型发动机上的不锈钢导管高温钎焊管接头断裂故障为例,从失效导管钎焊接头的外部形态、金相组织以及工艺方法等方面进行了试验研究,以提高不锈钢导管高温钎焊质量.结果表明:导管高温钎焊接头的断裂性质为疲劳断裂,引起疲劳断裂的主要原因是溶蚀缺陷导致的沿晶开裂和装配应力.通过焊前清理、钎料的更换、钎焊方法的改变、增加焊接工装及控...     

直喷汽油发动机高压油管耐压能力检测系统设计

直喷汽油发动机由于需要以高压向缸内喷射油雾,因此生产和检测能够满足向发动机输送高压燃油的高压油管的系统设备,是保证发动机安全运行的必要手段。参照国家行业标准JB/T 6014-2011 《柴油机高压油管组件技术条件》以及制造厂商所提出的质量检测要求,设计了以中性水介质进行加载的检测系统,可用于发动机高压油管部件耐压试验,可输出最高75 MPa高压。配套适宜的工装夹具(胎具),此系统也可对其他种类的用于液体输送的金属管、液压胶管、压力容器等进行强度、压力、密封等性能试验,具有一定的通用性。     

Environmentally Assisted Cracking of Drill Pipes in Deep Drilling Oil and Natural Gas Wells

Corrosion fatigue (CF), hydrogen induced cracking (HIC) and sulfide stress cracking (SSC), or environmentally assisted cracking (EAC) have been identified as the most challenging causes of catastrophic brittle fracture of drill pipes during drilling operations of deep oil and natural gas wells. Although corrosion rates can be low and tensile stresses during service can be below the material yield stress, a simultaneous action between the stress and corrosive environment can cause a sudden brittle failure of a drill component. Overall, EAC failure consists of two stages: incubation and propagation. Defects, such as pits, second-phase inclusions, etc., serve as preferential sites for the EAC failure during the incubation stage. Deep oil and gas well environments are rich in chlorides and dissolved hydrogen sulfide, which are extremely detrimental to steels used in drilling operations. This article discusses catastrophic brittle fracture mechanisms due to EAC of drill pipe materials, and the corrosion challenges that need to be overcome for drilling ultra-deep oil and natural gas wells.     

Influence of joining on the fatigue and fracture behavior of high density polyethylene pipe

Polyethylene pipes have been used in a spectrum of corrosion-critical applications, including distribution systems for oil, gas, water, and chemicals. In this paper, the influence of joining on bending fatigue and fracture behavior of high density polyethylene pipe is presented and discussed, and performance is compared with a plain unwelded counterpart. High density polyethylene pipes were joined using electrofusion and butt-fusion techniques. Stiffness and strength of the electro-fusion joined pipe was far inferior to the butt-fusion and the plain unwelded pipe. Tensile failure of the butt-fusion joined specimen occurred at the fusion zone, while tensile failure of the electro-fusion joined pipe specimen occurred at the fusion joint. Bending fatigue resistance, quantified in terms of life to failure, of the pressurized pipe was superior to that of the unpressurized pipe. The fatigue resistance of the butt-fusion joined specimen was superior to that of the electro-fusion joined pipe specimen. The unwelded plain polyethylene pipe had bending fatigue resistance superior to that of the butt-fusion joined counterpart. Rationale for the differences observed in bending fatigue life is presented, and intrinsic differences in failure characteristics are highlighted.     

发动机燃油供油导管开裂分析

在进行地面检查时发现发动机燃油供油导管焊缝处开裂漏油,结合宏观观察、断口分析、化学分析、金相检查以及有限元模拟等,对其开裂原因进行分析。结果表明:未被卡箍有效固定的供油导管受较大振动载荷作用,在较粗糙的接嘴焊缝根部应力集中处萌生疲劳裂纹,进而疲劳扩展,与内表面烧穿区边缘的焊接微裂缝贯通,导致导管焊缝漏油。焊接时2次收弧的叠加导致导管局部焊穿,焊道表面状态恶化,且材料综合性能下降,促进导管发生疲劳开裂。通过调整导管与卡箍的配合方式、降低线能量等方法,可以有效控制此类故障的发生。