金属管线高温环境下的断裂失效分析

摘要：

超燃冲压发动机燃烧室试验台配置了大量金属管线,煤油作为燃料和冷却介质在其中输运,在实验过程中发生管线早期断裂失效,对此开展了分析.首先利用三维体视显微镜与扫描电镜进行了断口观察与分析,表明管线的开裂起源于焊缝根部,具有典型的多源起源特征;裂纹源区具有蓝色半圆形特征,表明存在焊接裂纹.同时,断口呈现明显的疲劳辉纹,间距为亚微米量级.根据辉纹间距与管材壁厚以及使用寿命分析,确定了疲劳载荷的频率范围;根据理论公式与有限元模态分析对管线的自振频率进行了估算,其结果与断口分析的结果吻合良好.以上研究结果表明管线断裂是典型的振动疲劳失效导致的.为此,建议在管线中部增加固定点约束,改变管线的自振频率以降低振幅,并改进焊接工艺,提高管线焊接质量.基于以上措施,有效解决了管线的早期断裂失效问题.

关键词：金属管、断口分析、疲劳辉纹、振动疲劳、焊缝

所属期刊栏目：39

分类号：O327(振动理论)

在线出版日期：2017-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：30-34,55