轮辋扩口成形过程的有限元分析

无内胎钢圈轮辋焊接接头开裂是轮辋成形过程的主要缺陷。基于ABAQUS软件,建立了轮辋扩口工序的三维弹塑性有限元仿真模型并对成形过程进行了分析。阐述了有限元模型中的单元选择、加载等关键问题。将仿真结果与轮辋的实际扫描模型进行外形尺寸比对,验证了建立模型的正确性。重点分析了扩口工序中工件的应力状态,提出环向拉应力过大是造成焊缝处开裂的原因和最大环向拉应力平均值的概念。模拟结果表明,随着摩擦系数或材料屈服强度的增大,工件最大环向拉应力平均值增大,工件焊接接头开裂倾向增大。     

环焊缝开裂原因分析

调查了环焊缝发生开裂的情况,通过断口分析、性能测试、有限元估算及失效评估方法对开裂原因进行了分析及验证。结果表明,环焊缝开裂是由于存在焊接缺陷,焊缝局部韧性过低,并且在附加弯曲应力、运行压力、焊接残余应力的共同作用下引起的脆性断裂。     

热力管线中不锈钢波纹管破裂原因分析

采用金相显微镜和扫描电镜分析了热力管线中不锈钢 波纹管破裂原因.该波纹管破裂特征与一般环向开裂不同，裂纹沿轴向扩展.分析认为，破裂 属穿晶应力腐蚀.引起应力腐蚀的介质是土壤中的氯化物，而应力则来自环向工作应力和冷 加工残余应力，而环向工作应力起主导作用。     

发动机加力扩散器快卸环失效分析

    在外场发动机排故中,发现加力扩散器快卸环有裂纹和掉块现象,通过对断口的宏观和微观分析以及金相检验,结果表明,加力扩散器快卸环的裂纹是因为晶间腐蚀损伤诱发的应力腐蚀开裂所致,表面掉块是在振动应力作用下由晶间腐蚀造成的晶粒脱落.     

调峰机组水冷壁管焊缝背火侧开裂原因分析

通过对锅炉的运行、检修情况的调查及水冷壁开裂管样的理化性能试验分析,对某厂调峰机组水冷壁管焊缝背火侧的开裂原因进行了分析。结果表明:水冷壁管焊缝背火侧纵向开裂性质为疲劳开裂。存在硬度超标和根部凸出超标的水冷壁管环焊缝,在深度调峰期频繁超温引起的交变应力作用下逐渐在热应力最大的环焊缝背火侧中部内壁萌生纵向疲劳裂纹,直至开裂泄漏。     

热电厂波纹管开裂原因分析

对某电厂使用几百小时而破损的3层不锈钢波纹管，进行了宏观、金相、断口形貌及腐蚀产物的分析.结果表明，波纹管破裂从内层开始，逐渐引发中间层和外层开裂；开裂是由于内层水蒸气结露，水蒸气中的氯化物浓缩而导致穿晶型应力腐蚀开裂；应力来自工作应力和冷加工残余应力.管壁上除环向裂纹，还有轴向裂纹,呈树枝状.     

换热器管子与管板焊接接头残余应力的数值模拟

基于ANSYS平台对油浆蒸发器伸出管板角接头的焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头的残余应力分布,成功的解决了焊缝的环形行走和不同部位之间的热传导问题.有限元分析结果表明.接管环焊缝的残余应力分布具有局部性的特点,高应力危险区集中在焊缝周围的管板热影响区.本文焊接条件下管接头环焊缝最大径向焊接残余应力出现在临近焊接热影响区的焊缝根部,对导致出现应刀腐蚀开裂起主要作用.合理的预热措施使最大环向焊接残余应力降低20%左右,同时管桥表面应力也得到明显改善,这就有效降低了管板表面出现应力腐蚀开裂的风险.     

某管道环焊缝开裂失效分析

通过化学成分、力学性能测试,断口、金相与载荷分析,结合管道注氮作业现场调查情况,分析了某输气管线环焊缝开裂原因。结果表明:该管线环焊缝开裂主要由于注氮作业人员对注氮温度控制不当,造成低温环境,低温致管材性能脆化,在由温度变化产生的轴向拉伸应力及焊缝残余应力共同作用下,在焊根处未熔合与夹渣缺陷处起裂并脆性扩展。     

硫化氢环境中17-4PH钢抗氢致开裂与应力腐蚀开裂性能

根据美国NACE标准研究了17-4PH钢在酸性H2S水溶液中的抗氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂(SCC)的性能,利用光学显微镜及扫描电镜(SEM)观察了裂纹及组织形貌,并结合理论分析了材料的氢致开裂与应力腐蚀开裂行为。结果表明:17-4PH钢在标准NACE试验溶液中会产生氢致裂纹,试样内部微裂纹主要在晶界、夹杂等缺陷处成核并扩展;标准C型环试样在0.8σs的恒应力作用下,浸泡于饱和硫化氢溶液中,720h内3组试样均发生断裂,表明其SCC敏感性较大,试样的宏观裂纹由边缘向内部扩展;扫描电镜结果显示,SCC断口有明显的脆性断裂(解理断口)特征,应力腐蚀开裂是由HIC引起,且裂纹扩展形式多为穿晶型。     

突缘叉锻造成形预应力组合模具改进

在突缘叉锻造成形过程中,上模模腔底部容易开裂,导致锻件出毛刺,增加生产风险。利用Deform软件分析了突缘叉锻造成形过程的金属流动规律和模腔开裂原因。结果表明:模腔凸台在冲击载荷下出现应力集中并导致模具断裂失效。通过在模具上添加预应力环以抵消模具所受冲击载荷、降低模具应力,并利用Solid Works软件计算了预应力。优化结果表明:采用组合模具结构时,模具与应力环最大预应力分别为480和420 MPa,均处于安全范围内。模具原始开裂位置应力降低了约950 MPa,生产过程中,模具始开裂前锻件的产量由200件左右提高到2700件左右。     

某输气管线弯管开裂原因分析

某弯管发生刺漏现象,为明确该弯管开裂原因及失效机理,本文采用宏观分析、理化性能、微观分析、腐蚀模拟试验等手段对其进行分析研究。结果表明：该弯管开裂失效机理为硫化氢应力腐蚀,失效的主要原因为,该弯管热煨弯工艺不合理,导致弯曲段产生大量的马氏体组织,马氏体组织硬度较高,对硫化氢应力腐蚀开裂较为敏感;该弯管输送的天然气中含有游离水和硫化氢,硫化氢溶于游离水,对金属基体产生应力腐蚀作用,导致弯管发生开裂。     

H2S应力腐蚀试验用H2S气通设计

在满足H2S应力腐蚀试验的试验条件下,设计了H2S应力腐蚀实验室中H2S气体的通气装置.设计方案切实易行,安全可靠;实现了出口H2S气体的吸收再利用,减少了对环境的污染.     

在湿H2S环境中金属腐蚀行为和机理研究概述

概述了金属在湿H2S环境中的腐蚀破坏类型、腐蚀机理、实验研究方法和影响因素，探讨了湿H2S的定义，提出：在区分溶液H2S和薄液H2S腐蚀的基础上，加强湿H2S环境下腐蚀机理、高温高压湿H2S条件下的腐蚀开裂行为和机理、阳极溶解和HIC的相互关系的研究；发展和规范湿H2S环境下设备腐蚀破坏的检测方法和相关的工业标准，开展H2S环境下寿命预测和安全评估技术工作；完善室内模拟湿H2S环境下腐蚀实验技术.      

40Cr浮头螺栓断裂原因分析

浮头式换热器40Cr紧固螺栓使用时间不到2 a即发生断裂。通过宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验和断口分析,确定螺栓的断裂原因。结果表明:由于调质处理不当,螺栓显微组织为保持马氏体位向的回火索氏体,铁素体沿原奥氏体晶界网状析出,硬度值偏高,导致材料抵抗硫化物应力腐蚀能力不足。长期在湿硫化氢环境中服役,在拉应力作用下,发生湿硫化氢应力腐蚀和氢致开裂,导致螺栓断裂。     

氢气输送管线开裂原因分析

目的对氢气管道内表面开裂原因进行分析,为同类型管道的失效提供参考。方法针对设计压力4.8 MPa、设计温度50℃并在1998年投用的氢气管道,观察其宏观形貌,通过拉伸试验和硬度测试分析其力学性能,并对其进行金相组织分析和扫描电子显微镜观察,通过能谱测试分析其腐蚀产物成分。结果管壁没有明显的腐蚀减薄。管壁整体力学性能符合标准,被测试样韧性较好,未发生材质劣化。基体微观组织为正常的铁素体+珠光体,组织分布均匀,三通及弯管处的焊缝区出现了部分马氏体组织,容易诱发硫化物应力腐蚀开裂的发生。管道内壁存在裂纹及点蚀坑,裂纹扩展较深,且存在分叉,是典型的应力腐蚀特征;点蚀坑有聚集现象,有形成微裂纹的趋势。管道内壁存在腐蚀产物,说明输送的介质不纯净;腐蚀产物中含硫元素,说明介质中含有硫化物等杂质。结论管道操作压力较高,结合其他应力与介质的共同作用,导致管道内壁发生了硫化氢应力腐蚀开裂。     

The susceptibility of 90Cu-10Ni alloy to stress corrosion cracking in seawater polluted by sulfide ions

Electrochemical polarization measurements and slow strain rate tests (SSRT) of a 90Cu-10Ni alloy in highly sulfide polluted seawater were conducted to investigate stress-corrosion cracking (SCC) behavior. The severity of the SCC depends on the sulfide concentration in the seawater. The severity increases as the concentration increases. Because the major time in SCC is spent in the initiation process of the propagating crack, the fracture toughness has only a minor effect in the component life failed by SCC. The SCC behavior of CDA706 is strictly linked to sulfide concentration in the range of 100 to 1000 ppm. The general corrosion of Cu-Ni alloys in low (<100 ppm) and high (>100 ppm) sulfide polluted seawater increases due to the selective copper dissolution. Cyclic polarization measurements confirmed that the corrosion rate decreases slightly as the sulfide concentration increases. Pitting tendency was high in the low concentration range of sulfide and low in the high concentration range. The presence of stresses in SCC removes the protective layer as it increases during testing of the specimen or during the actual service of a component. The authors propose that film rupture occurred, and two proposed SCC mechanisms were operational, namely sulfide stress cracking associated with the anodic dissolution in the low sulfide concentration range and hydrogen embrittlement, which was dominant in the high sulfide concentration range. It was found that a synergism exists between sulfide and stress that enhances the effect of the latter.     

氢在钢的硫化物应力腐蚀破裂中的作用

本文研究了12MnMoVNbTi低合金钢在饱和H_3S溶液中的极化和应力腐蚀行为,并与电解充氢条件下的应力破裂行为进行了对比。证明钢中Mo、Nb含量的变化与热处理条件的不同对其一般腐蚀行为影响很小,但能显著改变其抗应力腐蚀性能,12MnMoVNbTi钢在H_2S介质中的应力腐蚀破裂行为与它们在充氢条件下的应力破裂行为非常类似,显示其应力腐蚀破裂的实质是氢脆。充氢条件下应力弛豫和恒载荷拉伸试验结果表明,氢有引起钢的软化和硬化的双重作用。由于氢的进入所产生的软化作用使钢在屈服强度以下发生塑性变形,但随后的硬化过程又使变形速度逐步减慢。这种由氢的作用引起的在较低应力下发生的塑性变形过程并不直接导致断裂,但塑性变形行为和氢应力破裂行为之间的关系表明,这种变形过程中的位错运动能够帮助氢的移动和向塑变区及裂纹尖端集中,促进氢脆断裂。     

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通过理化性能、氢致开裂(HIC)、硫化物应力开裂(SSC)等试验及制管工艺过程对油气输送用X65级别的直缝埋弧焊管抗硫化氢(H2S)腐蚀性能进行了研究,认为应从钢板化学成分、力学性能、晶粒度、非金属夹杂物和带状组织等方面提出合理的抗H2S管线材料要求,同时适当匹配焊材,采用UOE等低残余应力的制管工艺来控制焊管的抗H2S能力。     

B101连续油管应力腐蚀开裂行为分析

研究了连续油管的抗H2S环境应力腐蚀开裂(SSCC)行为.利用扫描电镜(SEM)观察了断口形貌,用能谱仪(EDS)分析了断口元素组成,从环境因素、材料组织、化学成分等方面分析了断裂机理.结果表明,母材对应力腐蚀不敏感,焊缝是应力腐蚀的薄弱区域.焊缝断裂可分为裂纹孕育期、裂纹发展期、裂纹快速增长期、完全破坏期.应力在72...     

含应力特性试件的设计制作及湿H2S应力腐蚀实验

为了预测石油化工设备在材料特性、应力特性和环境特性下的应力腐蚀开裂，设计制作了能实现材料特性和应力特性的新型试件，用电测法监控加载，实测相应的应力值，再将含应力特性试件在NACET－1F－9标准实验溶液中进行试验，达到了预期的目的。新型试件结构简单、加载方便，它既能在实验室实验，也能模拟设备的应力水平，随设备一起长期运行。从而可以为设备在实际的应力腐蚀环境中安全运行提供重要的数据，为研究设备的应力腐蚀开裂提供了一种行之有效的方法。