张健

国家再制造机械产品质量监督检验中心（山东） 山东泰安 271000

膨胀节主要作用是补偿管路轴向变形作用的挠性元件。可补偿管体和壳体因温差等因素产生的膨胀差，减少负荷，避免引起强度和失稳破坏等，在管道输送中起到重要作用，其中以波形膨胀节使用最为广泛。某厂家采用压力容器用钢板Q355R（板厚36mm）加工最大直径3m的膨胀节，工序为：下料→卷板→卷板焊接→焊缝无损检测→正火→压力成形→焊接→焊缝无损检测→机械加工→成检。压力成形过程如图1所示，在压制波形起鼓还没有明显发生塑性变形时，突然在波峰处发生脆性崩裂，部分金属飞出。为找出失效原因，避免类似事件再次发生，对崩裂膨胀节进行检测分析。

图1 膨胀节波形压力成形示意

1 理化检测

1.1 断口宏观检测

经观察，断口有闪亮的颗粒状金属光泽，没有明显撕裂痕迹，显示为脆性断裂；在波峰崩裂处中间位置发现有明显不同于其他断口光泽的长条状组织，沿钢板卷板圆周方向连续分布，总长度约280mm，中心线距钢板外表面5～10mm（见图2）。

图2 断口宏观形貌

1.2 断口微观检测

在扫描电镜下观察发现，基体和条状区域断口均为解理断裂[1]，宏观上属于脆性断裂，微观形貌显示为穿晶断裂。在基体断口上明显看出河流花样的条纹，并伴随有明显的台阶和次生裂纹（见图3）；但在条状区域断口内部，同比例下河流花样的纹路短小，台阶较小，伴生的裂纹明显较少（见图4），放大观察可以看出不同取向的索氏体晶粒穿晶断裂形貌（见图5）；……