李丰博,崔少平,李 宁,王娅辉

(西安优耐特容器制造有限公司，西安 710201)

钛合金具有良好的力学性能与耐蚀性，钛合金管材也被广泛应用于核电[1]、海洋工程[2]等领域，在复杂运行工况下，由于设计、使用、维护等过程中各种因素的影响，钛合金仍有可能发生磨损、腐蚀等常见的材料失效现象。管路管线的突然爆裂可能会引起重大的安全事故与经济损失[3]。因此，本工作针对某失效管件进行分析，确定失效原因，以期为设计、生产、维修等各个环节提供理论依据，保证系统的安全运行。

1 试验

服役于某化工厂含氯废水处理系统的弯管发生爆炸失效，其材料为TA10钛合金。弯管中物料组成复杂，有固体颗粒，正常服役温度为220 ℃，若出现堵塞，局部温度会升高，压力为7 MPa，内部通空气，在爆裂失效前该部位有过堵塞，将堵塞疏通不久后出现爆裂失效。截取钛管弯管及直管的失效部位进行宏观分析，然后在弯管断裂失效处、弯管未断裂处、直管处分别截取试样，用OLYMPUS GX51显微镜对其横截面显微组织进行观察；采用JSM-6460型扫描电镜对失效件内壁及断口进行观察并对其内表面产物进行分析。分别在直管处及弯管处截取拉伸试样，尺寸如图1所示，通过拉伸试验对其力学性能进行分析。

图1 拉伸试样尺寸Fig. 1 Size of tensile sample

2 结果与讨论

2.1 宏观形貌及显微组织

图2(a)所示为失效弯头，由宏观形貌可见失效位置在弯管最外侧，失效处减薄明显，经过弯曲成型的钛管最外侧管壁最薄、拉应力最大，因此此处为整个弯管的薄弱环节。……