Page 87 - 理化检验-物理分册2019年第五期
P. 87

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１９０５０１８

                         某供热管网用                    DN２５        铜阀断裂原因分析




                                                     吴文祥,方少林

                                          ( 苏州华碧微科检测技术有限公司,苏州 ２１５０２４ )
                    摘   要: 某供热管网用 DN２５ 铜阀安装 ２ 个月后出现阀体断裂现象, 采用宏观分析、 化学成分分
                 析、 断口分析、 金相检验、 硬度测试等方法对铜阀的断裂原因进行了分析.结果表明: 该铜阀壁厚偏
                 薄, 在水中氯离子和工作应力的共同作用下发生了应力腐蚀开裂, 最终断裂失效.
                    关键词: 铜阀;断裂;应力腐蚀开裂;壁厚

                    中图分类号: TG１１５．５ ; TG１４６．１    文献标志码: B    文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１９ ) ０５Ｇ０３５６Ｇ０３
             CauseAnal y sisonFractureofDN２５Co pp erValveforaHeatin gPi p eNetwork

                                                 WU Wenxian g FANGShaolin
                                                            ,
                                  ( SuzhouFALABTestTechnolo gyCo． , Ltd． , Suzhou２１５０２４ , China )

                     Abstract : Thefractureofthevalvebod yoccurredafterDN２５co pp ervalvebein g installedinaheatin gp i p e
                networkfor２ months．Thefracturecausesoftheco pp ervalvewereanal y zedb y meansofmacrosco p icanal y sis ,
                chemicalcom p ositionanal y sis , fractureanal y sis , metallo g ra p hicexamination , hardnesstestandsoon．Theresults
                showthatthewallthicknessoftheco pp ervalvewasthin , andstresscorrosioncrackin g occuredunderthecombined
                actionofchloriedinthewaterandworkin gstress , whicheventuall y ledtothefractureoftheco pp ervalve．
                     Ke y words : co pp ervalve ; fracture ; stresscorrosioncrackin g ; wallthickness

               铅黄铜因具有优良的切削性能、 耐磨性能且成
                                                              １  理化检验
            本低廉而广泛应用于各类阀体中.铜阀在使用过程
            中, 会受到内应力和工作应力的共同作用, 一旦断裂                         １．１  宏观分析
            失效便会造成漏水事故的发生, 产生严重后果.目                                断裂铜阀的宏观形貌如图 １ 所示, 可见阀体沿
            前, 国内学者对铜阀断裂原因进行了大量研究.陈                            着非连接螺纹根部发生断裂.阀体表面存在标识
            彩霞等    [ １ ] 发现, 由于铅黄铜阀盖热处理不当, 造成显                 “ DN２５１＂ ”, 手柄套上标有“ DN２５PN１．６ ” 字样, 表
                                                               明其公称压力 为 １．６ MPa .对 断 裂 的 铜 阀 进 行 拆
            微组织中 α相沿着晶界呈网状分布, 导致 RHPb５６Ｇ
                                                               解, 取出球体, 发现球体通道内表面存在红色锈迹,
            ４ 铅黄铜空调水阀门在使用 ５ 个月后发生断裂.郭
                                                               球体通道 口 两 端 外 表 面 均 存 在 弧 形 光 亮 条 带, 如
            亮等   [ ２ ] 发现, 铜阀断裂与铜阀材料中的铅发生偏析
                                                               图 ２ 所示, 这是球体与阀座接触的痕迹, 表明球阀长
            形成大量条状聚集的粗大游离铅组织有关.此外,
                                                               时间处于未全开的状态.
            加工内应力和安装应力过大也是导致铜阀断裂的重
                                                              １．２  化学成分分析
            要因素    [ ３Ｇ４ ] .
                                                                   对铜阀阀 体 进 行 化 学 成 分 分 析, 结 果 见 表 １ .
                 某供热管网用 DN２５ 铜阀安装使用 ２ 个月后出
                                                               由表１ 可知, 阀体材料中铅含量较高, 达到２．５％ ( 质
            现阀体断裂现象, 造成漏水事故.为查明该铜阀断
                                                               量分数), 表明阀体材料为铅黄铜.
            裂的原因, 笔者对其进行了检验和分析.                                         表 １  断裂铜阀的化学成分( 质量分数)
                                                                      Tab敭１ Chemicalcom p ositionsofthefractured
                                                                            co pp ervalve   massfraction    ％
                收稿日期: ２０１８Ｇ０７Ｇ１２
                                                                 项目    Cu    Fe    Pb   Sn    Al    Ni   Zn
                作者简介: 吴文祥( １９８０－ ), 男, 工程师, 博士, 主要从事金属构
                                                                 阀体    ５８．１  ０．２９  ２．５  ０．８３  ０．２３  ０．４６  余量
            件的失效分析研究, wwx９８５＠１６３．com
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