往復(fù)壓縮機(jī)過濾網(wǎng)開裂原因分析

1、沈陽中科韋爾腐蝕控制技術(shù)有限公司過濾網(wǎng)開裂原因分析報(bào)告一、 概述2013年10月24日，由于對(duì)117-K-101B壓縮機(jī)故障檢修，發(fā)現(xiàn) 其117-K-101B入口過濾網(wǎng)發(fā)生斷裂。根據(jù)設(shè)備員的提供的此濾網(wǎng)材質(zhì)為20碳鋼。壓力1.5MPa。介質(zhì)為新鮮氫氣。二、 現(xiàn)場觀察圖1過濾網(wǎng)部位圖2故障壓縮機(jī)圖3發(fā)生斷裂的過濾網(wǎng)全段濾網(wǎng)骨架開裂圖4斷裂的過濾網(wǎng)經(jīng)清洗后看到邊緣已經(jīng)磨平，紅框內(nèi)可看到較明顯的裂紋1.1 材質(zhì)分析表1 惠煉濾網(wǎng)材質(zhì)分析取樣部位CSiMnSPNiCrCuTi10F鋼標(biāo)準(zhǔn)成分GB/T 699-19990.07-0.130.070.25-0.50.0350.0350.300.150.25

2、惠煉濾網(wǎng)材質(zhì)0.076-0.130.040.230.012-0.0580.0150.010.0150.0130.01從材質(zhì)成分分析中可以看到濾網(wǎng)為牌號(hào)為10F的優(yōu)質(zhì)鋼。但是材質(zhì)中硫含量超標(biāo)。由于硫含量超標(biāo)，會(huì)使鋼板軋制時(shí)產(chǎn)生熱脆斷裂，同時(shí)降低鋼的延展性和耐蝕性。1.2宏觀、低倍分析送檢過濾網(wǎng)宏觀形貌，見圖5。過濾網(wǎng)A面上沒有發(fā)現(xiàn)裂紋存在；過濾網(wǎng)B面上標(biāo)記為1、2、3處的地方已經(jīng)完全斷裂，標(biāo)記為4處的地方可見一條明顯的裂紋存在，標(biāo)記為5處的地方是完好的。圖5 過濾網(wǎng)宏觀形貌在體式顯微鏡下，對(duì)過濾網(wǎng)上標(biāo)記為1、2、3處的斷口進(jìn)行觀察，斷口的裂紋均起源于過濾網(wǎng)的B面（黃色箭頭處），然后逐漸向過濾網(wǎng)的

3、A面擴(kuò)展，直至斷裂，見圖6。在標(biāo)記2處的斷口附近，還可見一條裂紋存在。在過濾網(wǎng)B面上標(biāo)記為4處，可見一條裂紋存在，將該裂紋認(rèn)為地打開，就可以形成一個(gè)“裂紋斷口”。該“裂紋斷口”的形貌與1、2、3處的斷口具有相似的形貌，見圖7。標(biāo)記5處為過濾網(wǎng)上完好形貌，見圖8。圖6 過濾網(wǎng)上1、2、3處斷口低倍形貌（裂紋起源于B面黃色箭頭處）圖7 過濾網(wǎng)上4處裂紋及“裂紋斷口”低倍形貌（裂紋起源于B面黃色箭頭處）圖8 過濾網(wǎng)上5處低倍形貌1.1、 金相分析在過濾網(wǎng)上取B面的金相樣品，經(jīng)預(yù)磨、拋光和腐刻后，在顯微鏡下觀察過濾網(wǎng)材料的金相組織。過濾網(wǎng)板垂直于板厚方向的金相組織為：鐵素體晶粒上分布著小顆粒狀的三次滲

4、碳體，見圖5。由于過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔是冷沖壓形成的，方向是從A面向B面沖壓，因此，在過濾網(wǎng)B面網(wǎng)孔邊角處的鐵素體晶粒發(fā)生嚴(yán)重地變形被拉長。過濾網(wǎng)板B面平行于板厚方向的金相組織為：鐵素體晶粒上分布著小顆粒狀的三次滲碳體；在B2斷口旁邊有一條裂紋存在，同時(shí)在過濾網(wǎng)板B面另外的兩孔之間也發(fā)現(xiàn)有裂紋存在，裂紋類型是穿晶的，見圖6和7。圖5 過濾網(wǎng)垂直于板厚方向的金相組織（鐵素體+顆粒狀三次滲碳體）圖6 過濾網(wǎng)B面平行于板厚方向的金相組織（鐵素體+顆粒狀三次滲碳體；裂紋以穿晶擴(kuò)展為主）圖7 過濾網(wǎng)B面平行于板厚方向的金相組織（鐵素體+顆粒狀三次滲碳體；裂紋以穿晶為主擴(kuò)展，裂紋呈現(xiàn)人字形，由外部往里面擴(kuò)散，裂紋

5、沒有貫穿整個(gè)濾網(wǎng)的厚度。）1.2、 掃描電鏡分析圖8 過濾網(wǎng)B面平行于板厚方向的斷口形貌（濾網(wǎng)斷裂前，無明顯塑性變形，斷口平，齊，亮。斷口形貌有解離河流花樣。）圖9 過濾網(wǎng)B面平行于板厚方向的斷口形貌濾網(wǎng)表面存在多處微細(xì)的裂紋。圖10 過濾網(wǎng)的斷口形貌掰斷的新斷口，韌窩小而淺，2.2 元素分析經(jīng)掃描電鏡、能譜分析表明裂紋內(nèi)部存在夾雜物。 材質(zhì)表面存在大量的裂紋，內(nèi)部充滿鐵的氧化物123456圖11 斷口元素分析位置表2 斷口元素分析(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)%)取樣部位OSFeNaClKCaSi139.7821.6638.56215.8216.0168.17332.317.9941.3612.006.35421.483.4354.618.012.381.952.735.41531.536.8719.7012.2514.225.44615.2710.4371.692.180.44三、 分析與討論（1）材質(zhì)分析由于材質(zhì)成分分析結(jié)果表明，濾網(wǎng)材質(zhì)為10F鋼，而且硫元素超標(biāo)。10F鋼易切削，冷變形塑性很好，深沖壓等冷加工性和焊接性能好。可用來制造易加工成形而對(duì)強(qiáng)度要求不高的零件。但是硫元素超標(biāo)，會(huì)在軋制時(shí)產(chǎn)生熱脆斷裂，同時(shí)降低鋼的延展性和耐蝕性。四、 結(jié)論由電鏡圖中可以判斷斷口為熱脆性斷口，說明了產(chǎn)生裂紋的主要原因不是由于環(huán)境引起的腐蝕斷裂，是由材質(zhì)中的有害硫元素含量偏高，導(dǎo)致鋼