风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续)第1讲螺栓的失效分析与预防

对风能发电机组的结构进行了简单介绍,对其上经常失效的结构件以及其材料、热处理工艺和失效形式进行了归纳。选取了机组上应用数量较多、作用比较重要的高强度螺栓作为该讲的主要内容,对螺栓在机组上的应用特点、失效特点、结构特点、受力特点及其失效原因进行了较为详细的论述。结合多年的失效分析经验,采用实际案例的方式,重点介绍了机组上螺栓最常出现的两种失效形式——疲劳断裂和氢脆型断裂,并对这两种失效产生的根本原因进行了剖析,最后提出了避免机组上螺栓失效的预防措施。     

风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续) 第2讲齿轮的失效分析与预防

齿轮(齿轴)是风能发电机组上非常重要的结构件。对齿轮的主要失效形式及其特征做了介绍。从齿轮正常服役时的受力特点、选材特点、工艺特点以及使用特点等几个方面论述了齿轮失效的内在原因和外部原因。结合实际案例分析,对经常失效的风能发电机组上齿轮(齿轴)的失效原因做了归纳,发现疲劳断裂和氢脆型断裂是其最常见的失效形式,材料的冶金质量是目前国产风能发电机组上齿轮(齿轴)发生失效的主要原因,提出了风能发电机组上齿轮(齿轴)失效的预防措施。     

挤出机推力轴承盘失效分析

挤出机推力轴承服役几个月推力盘便发生了断裂失效。采用宏观分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验和断口扫描电镜分析等方法对断裂的推力盘进行了分析。结果表明：该轴承推力盘失效形式为起源于次表层的接触疲劳,装配和使用过程造成推力盘过载是导致其早期接触疲劳失效的主要原因。     

某型发动机5号轴承失效分析

对某型发动机5号轴承进行失效分析.结果表明,该轴承的失效形式为滚动以及滑动接触疲劳;产生滚动以及滑动接触疲劳的原因是轴承套圈不对中.     

抽油杆钢材的发展和抽油杆的服役失效

抽油杆可以把地面抽油机动能传递给抽油泵,是石油生产中重要的工件之一.随着采油工程向腐蚀井、深井、超深井发展,普通抽油杆的耐蚀性、抗拉强度和疲劳强度等性能已不能满足生产要求.本文综述了C级、D级、KD级和H级抽油杆的分类标准、制备方法、应用环境及面临的挑战.抽油杆钢服役失效包括腐蚀、疲劳、机械磨损等.分析发现,抽油杆的失效主要是疲劳断裂或腐蚀疲劳断裂.在腐蚀性环境条件下,抽油杆会发生表面电化学腐蚀,形成腐蚀坑,而腐蚀坑是疲劳裂纹的主要萌生源.在拉-拉或拉-压载荷的作用下,抽油杆发生疲劳断裂.本文简单介绍了抽油杆在各油田中的服役环境及抽油杆的发展史,通过对比抽油杆不同热处理工艺所产生的微观组织,探索其防腐蚀、防氢脆、防疲劳的机理,同时分析了抽油杆在使用过程中常见的腐蚀、疲劳、磨损等失效原因和机制,最后对未来开发高性能抽油杆的可行途径进行了探讨.     

铁路轮对用轴承外圈开裂失效分析

某型铁路轮对用轴承在运行约6×105 km后发现轴承外圈开裂,采用化学成分分析、金相检验、硬度测试以及断口分析等方法对轴承外圈开裂原因进行了分析。结果表明:该轴承外圈开裂主要是因为其外表面在环境腐蚀性介质作用下产生腐蚀坑,形成缺口效应和应力集中,在机械应力和残余应力的作用下,腐蚀坑处萌生微裂纹并不断疲劳扩展,最终导致轴承外圈开裂失效。     

高压燃油泵溢油阀断裂失效分析

某高压燃油泵溢油阀在服役过程中发生断裂,通过尺寸设计与原材料选用分析、化学成分分析、断口分析、金相分析、有效硬化层深度测试、硬度测试、镀锌层厚度测试、孔径尺寸测试等方法对溢油阀断裂原因进行了分析。结果表明:该溢油阀失效模式属于氢脆延迟断裂。溢油阀表面渗碳淬火处理导致其硬度偏高,氢脆敏感性增强;酸洗镀锌过程中由于未进行脱氢处理,导致溢油阀表面发生氢聚集,最终在安装应力和氢的共同作用下发生氢脆断裂。最后针对溢油阀断裂原因提出了预防措施。     

QT700-2球墨铸铁发动机曲轴失效分析

目的某厂生产的QT700-2球墨铸铁曲轴在路试过程中出现断裂,需寻找失效原因并提出解决措施。方法通过应用金相组织分析、化学成分分析、表面残余应力测试和力学性能测试等方法,对该曲轴的失效原因进行了分析。结果测试后分析结果表明,曲轴是在较大扭转循环载荷下,在第四连杆颈滚压圆角边缘多点萌生裂纹而导致疲劳断裂是其失效的主要原因。结论建议改进热处理工艺,保证组织的均匀性;改进加工工艺,减少应力集中;并强化表面残余应力以提高曲轴的疲劳寿命。     

失效风电塔架的设计分析

对一座失效风电塔架进行了静强度、动力学分析以及疲劳强度的设计分析,从而指出该风电塔架的失效是由于焊接结构中可能存在缺陷,同时指出风电塔架在疲劳设计中应考虑疲劳载荷的随机性和结构的缺口性。     

实际使用中滚动轴承发生疲劳失效的原因

为减少轴承疲劳失效现象的发生,提高其使用寿命,从原材料的质量、轴承的加工精度和滚动轴承的工作状况分析了滚动轴承疲劳失效产生的原因,包括原材料缺陷、热处理后的组织状态、工作表面加工质量、安装质量、使用状况以及润滑介质等,并提出了相应的改进措施。     

70钢拉簧氢脆断裂失效分析

对７０钢拉簧在制造及使用过程中出现的失效断裂特征做了分析，结果表明，拉簧断裂是电镀过程吸氢导弹的氢脆断裂，对此，提出了改进措施。     

柴油发电机组涡轮增压器主轴轴承失效分析

对进口柴油发电机组正常运行半年后,因涡轮增压器压气端BS轴承失效引起的停机事故进行了失效分析.通过服役条件、现场调研及残骸等分析,找出BS轴承铝合金保持架碎裂是最早失效件.进一步的分析排除了轴承润滑不良引起保持架碎裂的可能性;电镜断口及金相分析查明LA34型轴承装配质量不良和铝合金保持架材料中存在较多的夹杂物和疏松是保持架疲劳断裂的主要原因.     

汽车零部件氢致断裂的分析及预防

对氢脆的机理、氢脆的断口形貌、氢脆的表观形式、影响氢脆的因素、氢脆的预防以及氢脆的检查分别进行了介绍,并通过对汽车生产中典型氢致断裂案例的分析和研究,对氢脆断口形貌提出了判定依据:脆性断口、沿晶断裂、显微气孔、二次裂纹、发线花纹。并依据氢脆发生的机理和主要影响因素,强调对于高强度零件及时有效地进行去氢处理的重要性。     

65Mn弹簧卡断裂失效分析

采用断口分析、金相检查、能谱分析和氢含量检测等方法,对65Mn弹簧卡在使用过程中发生的断裂原因进行了分析判断。结果表明：弹簧卡失效断裂原因为镀锌处理造成了较大氢致内应力以及晶界被弱化而引起的氢脆断裂。     

齿轮的疲劳失效与预防

介绍了齿轮的疲劳失效,并针对齿轮的疲劳失效模式提出了从结构设计、材料选择、热处理、零件加工和表面强化等方面来预防其发生失效的措施.     

φ165.1mm钻铤内螺纹接头失效分析

对内螺纹接头失效的钻铤进行了化学成分、力学性能和显微组织分析,并采用扫描电镜和X射线能谱仪对断口形貌及夹杂物成分进行了分析,找出了钻铤内螺纹接头失效的原因。结果表明:该钻铤内螺纹接头失效为早期疲劳失效;导致其疲劳失效的主要原因有钻铤内螺纹根部加工不光滑,使该处在交变载荷作用下应力集中严重,首先萌生微裂纹成为疲劳源;钻铤内螺纹型号和内外径尺寸不合标准要求以及材料中含有数量较多的MnS夹杂物也都大大降低了其疲劳性能,加速了疲劳裂纹的萌生和扩展。     

给水泵轴断裂失效分析

采用断口分析、金相检验、力学性能测试和化学成分分析等方法，对服役10多天便发生断裂的给水泵轴进行了失效分析。结果表明，断口宏观上有明显的贝纹线花样，贝纹区面积较小，而瞬断区面积很大，其微观形态主要为疲劳辉纹，因此泵轴的断裂属早期疲劳断裂。而材料的显微组织中存在较多的呈带状分布的δ-铁素体和残余奥氏体，使材料强度偏低，这是引起泵轴早期断裂的主要原因。     

弹性圆柱销开裂失效分析

某设备在维护过程中发现设备内的弹性圆柱销开裂失效,通过宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验、断口分析、氢质量分数测定等方法对弹性圆柱销的失效原因进行了分析。结果表明:弹性圆柱销在退镀工序后没有进行相应的除氢工序,氢渗入了圆柱销内部,导致该弹性圆柱销发生氢脆失效。     

断裂失效分析(续)

3.3疲劳断裂失效分析　疲劳断裂失效分析的内容包括：分析判断零件的断裂失效是否属于疲劳断裂与疲劳断裂的类别;引起疲劳断裂的载荷类型与大小以及疲劳断裂的起源等.疲劳断裂失效分析的目的则是找出引起疲劳断裂的确切原因,从而为防止同类疲劳断裂失效再次出现所要采取的措施提供依据.     

自升式平台升降系统齿轮失效分析

通过对某自升式平台齿轮齿条升降系统的失效齿轮及全新齿条分别进行化学成分分析、金相检验和硬度测试,分析了造成该系统中齿轮失效的原因。结果表明:齿轮的失效形式为接触疲劳失效;齿轮材料表面热处理不均匀,节圆附近无硬化层,导致其失效面的表面硬度低于与其相啮合齿条的表面硬度,这是造成该齿轮长期服役后在节圆附近发生接触疲劳失效的主要原因。