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发布时间:    信息编辑:郑州高氏    点击次数:

某柴油机加氢装置氢气压缩机气缸盖螺栓,气缸端面共有10个螺栓沿圆周均布,经高频加热电源热处理后的压缩机工作中几次出现螺栓断裂,导致气缸泄漏氢气事故,影响安全生产运行。

螺栓材质为605M36钢,金相观察发现,马氏体组织中某些部位含有较多的夹杂。螺栓横截面测试显微硬度发现,从高频加热电源加热后的工件试样边缘500μm处往中心方向,显微硬度增加,呈反常现象,显微硬度不均匀。断口分析发现,断裂沿螺纹根部发生,在断口处未见明显宏观塑性变形,断口齐平,工件断口瞬断区剪切唇很小。扫描电镜观察发现,断裂源附近疲劳源为沿螺纹根部加工痕迹起源的线性疲劳源,疲劳源附近存在夹杂物,该工件断裂系疲劳断裂。

检验分析对螺栓的疲劳强度进行了校核。计算表明,只有当应力集中系数比较低时,标准预紧力才不会使工件疲劳断裂;但是,由于断裂螺纹加工粗糙,刀痕明显,同时存在夹杂物,造成工件应力集中很大,高频加热电源加热后的工件处于高应力集中和较高预紧应力综合应力状态,造成螺栓疲劳扩展,导致工件早期疲劳断裂。根据螺栓疲劳断裂分析,提出防止措施如下:(1)控制钢材夹杂物数量,改善605M36钢螺栓高频加热电源热处理质量和显微硬度均匀性,减少应力集中倾向。(2)严格控制切削加工精度和技术要求,杜绝粗糙加工和表面刀痕现象,减少应力集中。(3)控制螺栓安装预紧应力大小,防止预紧应力过大,不允许预紧应力超过允许最大值。