章建成，夏明六

(铜陵市特种设备监督检验中心，安徽 铜陵 244000)

某化工公司含氢压缩机活塞杆于2017年10月投入使用，投入使用后未足月，巡检人员在例行巡检时发现压缩机异常声响。经过操作人员停机后检查，发现该压缩机缸内活塞杆断裂，经查阅设备台账，该设备投入使用仅22天。活塞杆材质为42CrMoE，该缸内吸气压力为2.11 MPa，排气压力为6.25 MPa；吸气时缸内温度为35 ℃，排气时缸内温度为130 ℃，活塞外径为410mm，压缩机额定功率为3080 KW，转速为295 r/min。为查明活塞杆断裂原因，杜绝类似故障再次发生，对断裂活塞杆进行失效分析。

1 试样制备与试验方法

对活塞杆断裂处进行取样、通过肉眼观察表面断口，线切割制取金相试验试样，通过金相显微镜观察活塞杆的微观组织，采用EDS分析仪分析试样中的合金元素含量以及腐蚀产物成分，线切割制取力学性能试样，并测试断裂处活塞杆的力学性能，用SEM扫描电镜分析活塞杆的断口微观形貌。

2 试验结果与分析

2.1 宏观分析

由图1可知，活塞杆断面与轴线方向垂直，断口由平整和粗糙两个区域部分，粗糙区所在断口面积比例约10%，表明断口基本属于脆性断口。粗糙区为断口最终断裂区，处于断口边缘，断口表面可见断裂放射线并指向最终断裂区，由此可见，表明裂纹源位于活塞杆圆周外缘部位，具有多源性，属于轴向交变应力所导致的疲劳断裂[1]。

图1 活塞杆及其断口宏观照片

2.2 成分分析

EDS能谱成分分析结果表明，活塞杆材料为42CrMo钢(见图2和表1)。由表1可知，活塞杆材料中含有1.10%的Cr和0.32 %的Mo元素，尽管钼含量偏高，可以判断活塞杆实际用钢为42CrMo[1]。……