孟祥进，蒋晓东，施哲雄，钟云飞

（华东理工大学，上海200237）



往复式压缩机连杆的失效原因

孟祥进，蒋晓东，施哲雄，钟云飞

（华东理工大学，上海200237）

摘 要：某企业乙二醇回收气往复式压缩机连杆大头盖及其紧固螺栓发生了断裂事故。对该连杆大头盖和紧固螺栓进行了断口宏观形貌、材料化学成分、扫描电镜、显微组织等的检验分析。结果表明：造成此次压缩机事故的主要原因是压缩机连杆螺栓预紧力不足导致连杆两瓦之间存在间隙，造成该部位螺栓表面产生微动磨损诱发裂纹源，产生疲劳断裂，进而导致连杆大头盖断裂、连杆发生弯曲变形。

关键词：往复式压缩机；连杆螺栓；摩擦；疲劳断裂；弯曲变形

某企业一台乙二醇回收气往复式压缩机，运行了近6 a后突然发生故障。解剖后发现该压缩机一级连杆（材料为45号锻钢）的两个螺栓（材料为40Cr钢，尺寸φ42 mm×400 mm）发生断裂，连杆大头盖螺栓孔处也发生断裂，并且连杆发生了严重的弯曲变形，具体情况见图1。

1 理化检验

1.1 断口宏观形貌

由图2（a）可见，裂纹扩展区占整个断口面积的比例较大，可以判断1号螺栓断裂前所受的应力较低。观察裂纹的扩展方向，可以发现有明显的规律性黑白条纹存在，该条纹花样呈典型的疲劳断口特征，说明1号螺栓是在运行过程中受到交变载荷的作用疲劳裂纹发生扩展，最终引起断裂。

图1　压缩机连杆断裂宏观形貌Fig.1 Fracture appearance of the compressor connecting rod

由图2（b）可见，断口共有上下两个起裂源，断口中央区域为最终断裂区。在裂纹扩展区域有明显的黑白相间的条纹，即“贝壳状”条纹，呈典型的疲劳断口特征。……