2023年, 第59卷, 第3期　
刊出日期：2023-03-08

  

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试验与研究
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  火电机组承压部件温度管座的安全性影响因素及其优化措施

  蒙殿武, 马志宝, 高宜友, 沈楠, 张学星

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 1-4,7. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303001

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  火电机组承压部件上的温度管座频繁发生失效,总结了温度管座失效的主要影响因素,提出了综合优化的概念,并对影响管座安全性最重要的3个影响因素进行研究。对火电机组温度管座的技术监督给出了相关建议,可为火电厂新建机组温度管座的设计制造、在役机组温度管座的维修改造提供理论指导。
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  试样尺寸测量方法对钢管力学性能的影响

  蔡煜, 殷绪强, 王林辉, 朱寅, 陈亮

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 5-7. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303002

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  对于钢管产品的拉伸试验,国标、美标以及ISO标准对试样尺寸的测量方法要求有所不同,钢管产品具有轧制特性,存在壁厚不均匀现象,壁厚的测量精度对于试验误差的控制有较大影响。对比了不同标准规定的试样尺寸测量方法,并选用两种标准方法对钢管弧形试样进行拉伸试验,对拉伸试验结果进行对比,研究了试样尺寸测量方法对钢管力学性能的影响。
试验技术与方法
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  冲击试验机刀刃断裂原因及控制方法

  邢承亮, 宋月, 崔少璞, 孙晓冉, 赵中昱, 白丽娟, 张馨月

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 8-10,13. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303003

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  冲击试验是在高速冲击载荷下完成的,试样和冲击刀刃都会产生一个很高的内应力。试样一般会有预开缺口,冲击能量一部分沿着缺口方向被试样吸收,还有一部分被冲击刀刃吸收。当冲击刀刃吸收的能量超过弹性变形时,刀刃会出现塑形变形,甚至断裂。通过对冲击试样、冲击刀刃、冲击试验机的选择以及试验过程等方面进行研究,查明了冲击刀刃断裂的原因,并提出了合适的控制方法。
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  一种适用于气阀用耐热钢显微组织的腐蚀方法

  孙江欢, 谷秀锐, 孙晓冉, 白丽娟, 稽爽, 郭福在

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 11-13. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303004

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  采用不同腐蚀剂对热轧态和时效态5Cr21Mn9Ni4N耐热钢进行腐蚀,研究了不同腐蚀剂对5Cr21Mn9Ni4N钢腐蚀效果的影响。结果表明:传统的硝酸乙醇溶液无法腐蚀试样,试样表面无任何变化;三氯化铁盐酸水溶液无法使试样显示清晰完整的组织及晶界,且存在过度腐蚀现象;采用5 g FeCl₃+50 mL HCl+100 mL H₂O腐蚀剂与10 g CuSO₄+15 mL H₂SO₄+100 mL HCl+5 mL C₃H₈O₃腐蚀剂配合使用,在室温下对热轧态及时效态5Cr21Mn9Ni4N钢进行腐蚀,能够清晰显示材料的奥氏体组织。
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  用于高端汽车板锌层附着力试验的自动涂胶制样方法

  杨皓珅, 王伟, 王玉明, 刘二虎

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 14-15,18. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303005

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  探索了一种同时提高制样质量与效率的自动制样方法,自动涂胶机采用旋转挤压原理将黏胶挤出,并自带保温功能以确保黏胶出胶顺畅,依靠自动化控制胶头的移动速率和挤胶压力,确保涂胶效果。采用自动涂胶法可快速、准确地实现制样要求,提高供需双方锌层附着力检验制样的一致性与效率。
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  304不锈钢和铁素体不锈钢晶粒显示的新腐蚀方法

  谷秀锐, 孙晓冉, 孙岩, 严文谨, 琚小然

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 16-18. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303006

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  304不锈钢和铁素体不锈钢的耐腐蚀性能较好,导致材料的晶粒度评级比较困难。将高锰酸钾硫酸溶液作为腐蚀剂,水浴加热后对304不锈钢进行腐蚀,可获得清晰、完整的奥氏体晶粒,且不显示晶粒内孪晶界;采用放置约3 a的王水作为腐蚀剂对铁素体不锈钢进行腐蚀,可获得清晰的晶粒形貌,实现其晶粒度级别的准确评定。
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  金属盘管的室温拉伸试验方法

  王植栋, 朱雪晴

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 19-21. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303007

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  分别采用试样两端压扁法、人工掰直法和矫直机矫直法对H68黄铜盘管和BFe10-1-1白铜盘管进行室温拉伸试验,并对试验结果进行分析。结果表明:对于壁厚不小于1 mm、断后伸长率不小于60%的金属盘管,试样端部压扁后,可以有效地进行室温拉伸试验;对于壁厚小于1 mm、断后伸长率小于40%的金属盘管,采用正压法可以提高试验成功率;当试样允许矫直,或屈服强度无要求时,将试样进行整体矫直更容易操作。
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  差示扫描量热法测定石英纤维/聚酰亚胺复合材料的导热系数

  王雪蓉, 陈海玲, 王倩倩

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 22-24. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303008

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  基于差示扫描量热(DSC)法,研究了石英纤维/聚酰亚胺复合材料的导热性能。通过将熔融物质铟放置于试样之上和未放置试样时的热流信号的差异,计算出试样的导热系数,并对试验条件进行优化,得到了满意的结果。结果表明:在试样接触面涂抹导热硅油,可有效降低空气热阻,增大导热系数,使用该试样进行DSC测试,得到的测试结果准确、可靠且重复性较好。
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  X射线应力测定设备的检定方法

  吕克茂, 程时美

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 25-27,30. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303009

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  从测定原理出发,阐述了X射线应力测定方法的准确性;指出如果严格执行国标GB/T 7704—2017《无损检测X射线应力测定方法》,可以得到可靠的、在业界互信的测定结果;通过实例说明了X射线应力测定方法的准确性,并提出了测定设备的检定方法。
质量控制与失效分析
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  Zr-1锆锭缺陷形成原因

  何伟, 马红征, 苗壮, 王松茂, 杨军红

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 28-30. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303010

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  某Zr-1锆锭在进行无损检测时发现内部存在缺陷。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜及能谱分析等方法,对该缺陷的形成原因进行了分析。结果表明:锆锭缺陷的形成原因是熔炼时使用的电极被污染,引入了外来夹杂物,导致铜元素被引入Zr-1锆锭,未熔化的氧化铜颗粒和熔化的铜形成了锆铜合金,在Zr-1锆锭中形成了硬脆相夹杂物。
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  汽车曲轴断裂原因

  孙明正

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 31-33. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303011

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  某汽车曲轴在进行耐久测试时发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析和金相检验等方法,对该曲轴的断裂原因进行了研究。结果表明:该曲轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹起源于过渡R处的表面,R处尺寸偏小以及车刀加工纹路较深,增大了R处的应力集中,在运行时,R处萌生裂纹,在交变载荷的作用下,裂纹发生疲劳扩展,最终导致曲轴断裂。
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  高压主汽阀双头螺柱断裂原因

  石顺梅

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 34-37. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303012

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  某火电机组高压主汽阀双头螺柱在检修时发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、金相检验和力学性能测试等方法对螺柱的断裂原因进行了分析。结果表明:该螺柱的晶粒粗大,冲击韧度低,服役时间较长,产生了黑色网状奥氏体晶界异常组织,导致材料脆化,缺口敏感性和脆化倾向增大,在检修期间受拆卸冲击力的作用,螺柱发生了脆性断裂。
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  45钢螺帽断裂原因

  孙晓军, 许永春, 詹洋, 吕慧慧, 武辉, 程东松

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 38-41. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303013

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  在加工某型45钢螺帽时,数控车过程中发现有2个螺帽发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析、金相检验、硬度测试和热处理工艺分析等方法,研究了螺帽断裂的原因。结果表明:螺帽断裂处存在淬火裂纹;螺帽毛坯孔壁的厚度处于淬火裂纹敏感厚度的区间内,且底孔与内壁的过渡圆弧较小,产生了应力集中,并形成了淬火裂纹,裂纹沿晶扩展,最终在数控车过程中螺帽发生断裂。
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  汽车发动机气门弹簧断裂原因

  何胜豪, 叶枫, 黄琼梅, 孙峰, 李立国, 卢洪英

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 42-44,49. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303014

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  某汽车在累计行驶600 km后其发动机气门弹簧发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、断口分析和CT检测等方法对该气门弹簧的断裂原因进行了分析。结果表明:气门弹簧的断裂性质为疲劳断裂,喷丸过程导致弹簧内部产生凹坑缺陷,凹坑处的应力集中程度较大,在受循环往复作用力的条件下,弹簧表面形成微裂纹,并不断扩展,最终导致弹簧发生断裂。
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  球阀表面渗碳凹坑及黑斑产生原因

  于艳敏, 车鹏程, 刘青

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 45-49. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303015

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  某火电厂用316L钢球阀在表面渗碳热处理后产生凹坑及黑斑现象,严重影响了球阀使用过程中的密封效果。采用宏观观察、扫描电镜及能谱分析等方法,分析了该凹坑及黑斑的产生原因。结果表明:球阀在渗碳过程中,温度和热处理时间控制不当,导致表面碳元素形成局部偏聚,形成了局部黑色区域;Cr元素在表层区域形成短程扩散,并覆盖于表层,渗碳后以M₂₃C₆和Fe-Cr-C化合物相形式析出,M₂₃C₆以球状形式偏聚,随着运行过程发生脱落,并形成凹坑,元素在凹坑边缘偏聚并析出有害相,析出和脱落交替作用,最终导致凹坑加速形成。
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  铜铝过渡线夹开裂原因

  孙庆峰, 严飞, 张杰, 赵洲峰, 俞腾飞, 何祥龙

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 50-52,56. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303016

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  某型铜铝过渡线夹连续发生了5次开裂事故。采用宏观观察、能谱分析及无损检测等方法,对该线夹的开裂原因进行了研究。结果表明:因焊接工艺控制不当,导致线夹存在未焊透缺陷;铜、铝的热膨胀系数不同,在环境温度和载荷变化的影响下,缺陷发生扩展,最终导致线夹发生开裂。
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  某3MW风电机组叶片连接高强螺栓断裂原因

  李秀广, 龙晓云, 柴玉成, 李仁堂

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 53-56. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303017

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  某风电场3 MW机组在投运后,多次发生叶片连接螺栓断裂事故。采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、资料对比核查、登机现场检查等方法,对螺栓的断裂原因进行研究。结果表明:螺栓因受到周期性交变应力作用而发生疲劳断裂;螺栓的装配精度不足,安装过程中存在偏心现象,导致螺栓杆部与螺栓孔内壁紧密接触,局部受挤压力过大;安装时,润滑膏涂抹控制不到位,造成叶片连接螺栓预紧力不均匀,最终导致螺栓发生疲劳断裂。建议更换损坏的叶片连接高强螺栓,严格遵守高强螺栓的装配要求,正确涂抹螺栓润滑膏,以确保机组安全稳定运行。
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  风机叶片紧固螺栓断裂原因

  郑建军, 陈浩, 张涛, 田峰

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 57-60. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303018

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  某风场风力发电机组在运行过程中,多根叶片紧固螺栓发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、金相检验、力学性能测试及有限元分析等方法,对螺栓的断裂原因进行分析。结果表明:叶片法兰与变桨轴承结合面的螺纹牙底处存在应力集中,在多方向的剪切应力及拉应力作用下,逐渐形成裂纹源;螺栓中加工刀痕及夹杂物的存在促进了裂纹的形成和扩展,最终导致螺栓发生疲劳断裂。
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  某涡桨发动机减速器齿轮轴滚道剥落原因

  王更杰, 叶金祥, 刘丽婷, 唐梦兰

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 61-64. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303019

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  在工厂试车时,某涡桨发动机减速器齿轮轴滚道发生剥落。采用宏观观察、磁粉探伤、扫描电镜分析、磨削烧伤检查、金相检验和硬度测试等方法,分析了该齿轮轴滚道剥落的原因。结果表明:该齿轮轴滚道发生了接触疲劳剥落,滚道的工作表面存在磨削烧伤区域,使其接触疲劳强度降低,产生了疲劳裂纹,最终导致齿轮轴滚道发生剥落。
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  12Cr2Ni4A钢球面垫圈开裂原因

  于川, 张俊, 刘卫东, 昝晓君

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 65-67. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303020

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  某航空发动机经工厂试车后,发现其球面垫圈外圆发生开裂。采用宏观观察、断口分析、能谱分析、金相检验、硬度测试等方法对该球面垫圈的开裂原因进行了分析。结果表明:该球面垫圈经氰化处理后,在磨削加工过程中,磨削温度过高导致磨削烧伤,形成黑色团状区域,该区域在快速冷却后,存在较大的残余应力,从而在该区域产生磨削裂纹,最终导致该球面垫圈发生开裂。
标准化
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  对标准JG/T10—2009的修改建议

  张树勋, 王浩, 王宁, 崔萌, 高昊昊

  理化检验—物理分册. 2023, 59(3): 68-70. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202303021

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  螺栓球钢网架广泛应用于空间结构,产品标准JG/T 10—2009《钢网架螺栓球节点》已发布十余年,至今未进行修订。对标准JG/T 10—2009中规定不够明确的内容进行了讨论,并与GB 50205—2020等其他相关标准进行对比分析,提出了相应的修改建议。