東莞市品雅真空設(shè)備有限公司真空泵葉片斷裂失效分析
1、通過對真空泵葉片進行宏觀形貌分析、掃描電鏡分析和金相分析,同時進行了材料化學(xué)成分和拉伸力學(xué)性能測試,綜合討論得出真空泵葉片斷裂原因:由于材料的鑄造缺陷導(dǎo)致真空泵葉片疲勞斷裂。
2、某廠液環(huán)式真空泵的葉片在服役過程中發(fā)生了斷裂失效。泵的葉輪是一偏心葉輪,介質(zhì)主要為硅油和氮氣,材料為CF8M( 美國標準中的一種不銹鋼) 。真空供液泵吸入口額定功率為78kW,轉(zhuǎn)速為735r /min。真空泵服役一年時發(fā)生斷裂失效,斷裂前無異常振動。鑒于國內(nèi)類似失效情況時有發(fā)生,為弄清其失效機理,故對其進行失效分析。
3、該失效偏心葉輪其中一只葉片從根部發(fā)生斷裂,而這只葉片斷裂后在葉輪的小半徑處被卡住,將與它相鄰的3個葉片沖擊變形,葉片的斷口形貌,可以發(fā)現(xiàn),葉片斷口凸凹不平,但局部區(qū)域有比較光滑的斷口。從斷口上可以看到貝殼紋和很多放射狀的條紋,說明斷裂形式為疲勞斷裂,這些放射狀條紋的集中點就是疲勞裂紋的起源點。還可以看出該葉片斷裂是多點起裂的。結(jié)構(gòu)在循環(huán)載荷下發(fā)生疲勞失效總是與結(jié)構(gòu)上的或材料內(nèi)部的應(yīng)力集中有關(guān)。失效分析的重點是對這些裂紋起源點進行分析,看是否有原始缺陷,從而判斷裂紋的起裂原因。
4、原因分析
首先采用著色探傷方法對葉片表面裂紋進行探測。從中選取一條裂紋,從中剖開,一組做剖面金相觀察,一組把裂紋掰開,做掃描電鏡觀察其斷口形貌。從掃描電鏡中可以看出,裂紋不是在葉片表面起源的,是在內(nèi)部某個出現(xiàn)鑄造疏松的位置,之后裂紋經(jīng)疲勞擴展,擴展區(qū)有河流花樣的解理臺階。說明此處也是由于鑄造缺陷而引起的疲勞裂紋。從葉片上切取一塊試樣對表面做掃描電鏡,表面有許多微裂紋。
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