旋壓封頭在使用過程中的破壞特征
由于旋壓封頭破壞的起因和型式不同,所以破壞的 征也有所區(qū)別。
(A)韌性破壞是材料不存在明顯的缺陷或脆化,而是由于旋壓封頭超壓導(dǎo)致的破壞。其 征有:
1)發(fā)生明顯變形,一般不產(chǎn)生碎片。破壞時(shí)直徑增大或局部鼓脹,管壁減薄。
2)實(shí)際爆破壓力與理論值相近。
3)斷口呈灰暗纖維狀,無金屬光澤,斷面有剪切唇。
4)斷口纖維區(qū)之外呈放射形花紋或人字形花紋,并有指向起爆點(diǎn)的 點(diǎn)。
(B)脆性破壞是旋壓封頭破壞時(shí)沒有發(fā)生宏觀變形,旋壓封頭破壞時(shí)的管壁應(yīng)力也遠(yuǎn)未達(dá)到材料的強(qiáng)度極限,甚至低于屈服極限的破壞現(xiàn)象。通常是由于材料的脆性或嚴(yán)重的缺陷引起,如材料的焊接和熱處理工藝不當(dāng),焊縫存在缺陷以及低溫引起的冷脆等。脆性破壞往往是瞬間發(fā)生,并以極快的速度擴(kuò)展。因?yàn)槠涫窃诘蛻?yīng)力下發(fā)生的破壞,故也稱低應(yīng)力破壞。脆性破壞的 征是:
1)無明顯的塑性變形。
2)破壞時(shí)的應(yīng)力較低。
3)旋壓封頭材料脆化形成的脆性破壞,其斷口平齊,呈金屬光澤的結(jié)晶狀態(tài)。
4)因材料缺陷形成的脆性破壞,其斷口不呈結(jié)晶狀,而出現(xiàn)原始缺陷區(qū)、穩(wěn)定擴(kuò)展的纖維區(qū)、快速擴(kuò)展的放射紋和人字紋區(qū)以及內(nèi)外表面邊緣的剪切唇區(qū)。原始缺陷如是表面裂紋,則會出現(xiàn)深色的銹蝕狀態(tài),如原始缺陷是內(nèi)部氣孔、夾渣、未焊透等,也會在斷口上觀察到。
(C)疲勞破壞是旋壓封頭材料長期承受大小和方向都隨時(shí)間而周期變化的交變載荷作用下發(fā)生疲勞裂紋核心,逐漸擴(kuò)展 形成斷裂的破壞形式。其 征是:
1)破壞部位集中在幾何不連續(xù)處或有裂紋類原始缺陷的焊縫處,整體上無塑性變形。
2)疲勞破壞的基本形式有爆破或泄漏兩種。前者易發(fā)生在強(qiáng)度高而韌性差的旋壓封頭材料中,后者則發(fā)生于強(qiáng)度較低而韌性較好的材料中。
3)斷口上有明顯的裂紋產(chǎn)生區(qū)、擴(kuò)展區(qū)和 終斷裂區(qū)。在擴(kuò)展區(qū),宏觀上有明顯的貝殼狀樹紋,且斷口平齊、光亮。 終斷裂區(qū)一般有放射狀的花紋或人字紋。
4)電鏡下觀察疲勞斷口的裂紋擴(kuò)展區(qū)時(shí),可見到 的疲勞輝紋。
(D)蠕變破壞是鋼材在高溫下低于旋壓封頭材料屈服強(qiáng)度時(shí)發(fā)生的緩慢持續(xù)的伸長, 產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象。旋壓封頭材料發(fā)生蠕變的過程有減速、恒速和加速三個(gè)階段。恒速階段是控制材料高溫使用壽命的階段。蠕變斷裂是沿晶斷裂,其 征是:
1)宏觀斷口呈粗糙的顆粒狀,無金屬光澤。
2)表面為氧化層或其他腐蝕物覆蓋。
3)旋壓封頭在直徑方向有宏觀變形,并有沿徑向方向的小蠕變裂紋,甚至出現(xiàn)表面龜裂或穿透管壁而泄漏。
4)旋壓封頭斷口與壁面垂直,壁厚無減薄,邊緣無剪切唇。