壳体强度试验时球阀阀体断裂原因分析

2009-05-23 朱永平 自贡高压阀门股份有限公司

1、概述

         某单位对一球阀进行壳体强度试验, 在压力加到接近14.5MPa (设计压力为15.0MPa) 时, 一端阀体突然断裂。事故发生后, 对该阀的强度、断口形貌、材料的化学成分及力学性能、生产制造工艺和压力试验过程进行了分析。

2、检测

         球阀阀体为组焊式(图1) , 阀体部分材料为A105 , 法兰材料为20MnMo 。断裂位置位于阀体与法兰连接端圆角处,呈周向断裂(图2) 。

球阀阀体结构 

图1  阀体空间结构

2.1、强度校核

        跟据高压电碳钢调节阀 阀体管壁算计算方式

高压钢制阀门阀体壁厚计算公式 

        经计算公式阀体很小焊接钢管管厚应是51.25 mm , 按ASME B16.34 追求, 阀体很小焊接钢管管厚为49.78 mm ,阀体设汁很小焊接钢管管厚和现实情况很小焊接钢管管厚为62mm , 满意构造追求。

2.2、断口分析

        探测阀体崩裂处, 其断口较沟壑, 呈清晰晶状, 亮灰色的, 有猛烈的不锈钢光滑。纵断面洁净度, 无氧化的状况以简述他冶金工程和锻轧偏差。不规则因而放射性状“人字纹”, 并金凤凰看向裂痕源。用扫视电镜完成断口形貌研究进行分析, 探测SEM 形貌, 其断口的特点为硕大解理扇+ 沿晶裂痕, 属其最典型的案例延性断口。从因而,断口的经济波动的特点(析出状及人字纹众多新体验) 和微观世界SEM 的特点(解理+ 沿晶) 均为其最典型的案例脆断机制。在断口关键脏器和主机抗拉能力强度试棒上分为采样完成金相企业研究进行分析看得出, 断口关键脏器与主机企业不一, 即崩裂关键脏器和裂痕源不再焊接以简述热直接影响区。断口关键脏器和抗拉能力强度试棒的金相企业均为铁素体+ 珠光体, 晶体度硕大, 晶体度度为3~4 级, 魏氏企业2 级, 带状企业3级, 未有异状非不锈钢参杂物, 属固溶处理企业。

2.3、化学成分和力学性能

        经取样方法精确测量阀体A105端药剂学好分如表1 , 横面结构力学的性能如表2 。测试软件最后阐明, 该建筑构件的強度标准σb 、σs 符合标准标准, 塑性标准偏底。

阀体A105 端化学成分