燕辉，刘鸿彦，郗运富，陈欣，濮陆丰，罗琅

（南京宝色股份公司， 江苏 南京 211100）

1 背景

钛合金材料比强度高、在适当的氧化性环境中可形成一种薄而致密的氧化膜，具有优异的耐腐蚀性能，此外，还具有非磁性、线膨胀系数小等特点，广泛用于航空航天、海洋、化学工业等领域。α型钛合金具有良好的比强度、热强性和热稳定性，焊接性能好，TA2无缝管广泛用于换热器中换热管用途。

在某化工项目换热器设备制作中所用TA2无缝换热管在胀接过程中出现贯穿裂纹，胀接工艺选择贴胀的方式，壁厚减薄率约2%～3%。失效管的材质为TA2，规格：Φ25×2，换热管经冷轧、退火酸洗后供货，成品换热管出厂试验报告均符合GB/T 3625-2007标准要求。

选取失效胀接裂纹换热管进行失效分析，试验主要是从换热管的宏观形貌、化学成分、力学性能、金相组织、断口形貌及能谱分析等方面进行分析研究。

2 试验过程

2.1 宏观形貌与分析

(1)对失效管试样进行宏观观察，裂纹方向为纵向，长度约24mm，裂纹已贯穿，对该批号进行线切割，观察内外表面情况，如图1所示。

图1 失效换热管内外壁宏观图片

从宏观图片可以看出，胀接实验对失效换热管内外表面损伤较为轻微，同时观察到管外表面除贯穿裂纹位置外，在邻近区域同时伴有一定长度和深度的纵向线性缺陷。

(2)对失效管试样进行制样，保留裂纹的原始断口，对断口进行多次清洗后，使用体视显微镜进行宏观断口的观察，如图2所示。

图2 失效换热管断口宏观图片

从断口宏观形貌可以看出，断口整体形貌呈灰色，失效管断口近外壁断口相较于其它部位颜色较暗，沿厚度方向相对光亮平坦，从宏观形貌可以判断管材失效由外壁向厚度方向扩展。……