气动执行器灰铸铁支架断裂失效分析
2021-03-20
石油化工设备 2021年2期
(艾默生过程管理 (天津)阀门有限公司,天津 301700)
某炼化厂在一次维护保养过程中发现,安装在一处管路上的调节阀组件的气动执行器支架发生了断裂。断裂发生在支架与阀门连接端面 (图1),而支架与执行器连接端面完好。该执行器为艾默生Fisher某型膜片式旋转执行器,水平安装,支架材料为灰铸铁。该调节阀组件气动执行器投入使用22个月左右,现场振动和噪声均较大,水锤现象明显。笔者采用多种方法对断裂支架进行失效分析,并提出了相应的预防改进措施。

图1 气动执行器断裂支架
1 断裂支架测试及分析
1.1 断口形貌检查
该气动执行器支架断裂为3个部分,其中支架主体和较大的1块碎片被回收,较小碎片丢失。支架断裂面位置A和位置B形貌见图2。

图2 支架断裂面断口形貌
位置A和位置B的断裂面均被红锈所覆盖,断口处未见漆膜痕迹,证明断裂不是发生在喷漆工序之前。对断口进行适当清洗[1],清洗后的断裂面呈暗灰色,存有少量白亮点,断口较为平坦,没有明显的宏观塑性变形,不存在韧性断裂的3个特征区域(即纤维区、放射区、剪切唇)。说明该支架断裂属于脆性断裂,符合灰铸铁材料的一般断裂形式[2-3]。
对清洗后的断口在扫描电镜(SEM)下进行观察,发现除仍覆盖有少量未清洗掉的氧化物外,2处断裂面均未见明显的铸造缺陷。清洗后支架断口的典型SEM照片见图3。图3中亮白区域为氧化物层,暗灰色区域为片状石墨组织[4]。

图3 清洗后支架断口SEM显微……
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