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維修立柱用液壓油缸外筒

時間:2020-05-15 分類:行業動態

某煤礦立柱用液壓油缸外筒為焊接組合件,外形長度為1588mm,外圓直徑為筍296mm,外筒材料為27SIMn鋼,執行標準為GB/T17396,外筒最終熱處理狀態為調質處理。調質處理后外筒又經歷了兩次焊接工序,缸體上的小方塊為第二次焊接,焊后均未進行熱處理。該批液壓油缸正常工作時內部通乳化液,工作壓力為32MPa,設計壓力為32.6MPa,油缸出廠時經過了50MPa的耐壓試驗均無開裂泄漏現象。同批456個油缸于2010年1月投人礦井使用,2010年5月發生了一起油缸外筒爆裂事故,2010年9月同批油缸發生了第二次爆裂事故,裂紋位置和第一次基本相同,但該次的裂紋要長一些,并且延伸到了缸筒的筒口。為查清該油缸爆裂的事故原因,避免事故再次發生,筆者對第二次爆裂事故中開裂的油缸進行了理化檢驗分析。

從受力情況分析可知,焊后如果熱處理不充分,其殘余應力在焊接區域可達到鋼材的屈服強度。開裂源處的老裂紋主要是由于焊接工藝不當、焊接殘余應力較大所致。一旦產生了焊接裂紋,不但裂紋尖端會產生極大的應力集中,產生極高的應力場強度因子K工川,而且還由于氫具有應力誘導擴散特性,即便材料整體氫含量不高,但在存在應力梯度的條件下,材料中以及環境中的原子氫能富集在裂紋尖端局部區域。

(l)開裂失效的油缸外筒的顯微組織中存在較

多的塊狀鐵素體,且力學性能不符合技術要求,說明其調質熱處理工藝不當。

(2)開裂失效的油缸外筒存在焊接裂紋,說明其焊接工藝不當。

(3)焊縫和母材交界處的焊接裂紋造成該處存在應力集中,在焊接殘余應力和工作應力的聯合作用下產生了氫致延遲脆性爆裂。


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