不銹鋼封頭開裂的一個原因是應(yīng)力方面的因素

封頭人孔/利群

關(guān)于不銹鋼封頭開裂產(chǎn)生基本的兩個條件：一，材料條件，即合金材料對特定的介質(zhì)敏感；二，環(huán)境條件，即合金材料受到一定量的靜拉深應(yīng)力作用。

下面將從應(yīng)力方面對封頭進(jìn)行詳細(xì)考察，找出導(dǎo)致此類失效的關(guān)鍵原因。

    在正常的工作狀態(tài)下，連接不銹鋼封頭與筒體的環(huán)焊縫要承受由內(nèi)壓造成的薄膜內(nèi)應(yīng)力和制造過程中殘余應(yīng)力，可能的殘余應(yīng)力又分為三類：封頭成型、封頭與筒體組對以及焊接過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

    內(nèi)壓在標(biāo)準(zhǔn)橢圓質(zhì)變段焊縫處造成的環(huán)向應(yīng)力為壓應(yīng)力；封頭沖壓成型對直邊段可能造成的環(huán)向應(yīng)力亦為壓應(yīng)力；封頭與筒體組對時，由于封頭和筒體幾何形狀的不匹配而在環(huán)焊縫附近引起的環(huán)向附加應(yīng)力常常為數(shù)值較大的拉應(yīng)力；焊接時則通常會在焊縫兩側(cè)200~300mm之內(nèi)的區(qū)域內(nèi)引起殘余拉應(yīng)力。

這幾種應(yīng)力的疊加使得環(huán)焊縫附近的應(yīng)力場分布相當(dāng)復(fù)雜，難以用解析方式對其大小和性質(zhì)進(jìn)行的定量描述，為此采用X射線衍射法對封頭環(huán)焊縫進(jìn)行殘余應(yīng)力測試，結(jié)果表明封頭一側(cè)沿焊縫方向的殘余應(yīng)力為120MPa的拉應(yīng)力，說明該處存在誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力因素。而該處偏高的硬度值將促進(jìn)裂紋的擴(kuò)展。

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