Page 74 - 理化检验-物理分册2022年第八期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202208016

液压油缸缸筒爆裂原因

张 强,王书强,王 伟

[ 国家船舶材料质量监督检验中心( 江苏),江阴 214434 ]
摘 要: 采用宏观观察、 化学成分分析、 力学性能测试、 金相检验等方法对某液压油缸缸筒的爆
裂原因进行了分析。结果表明: 液压油缸缸筒组织不均匀, 存在混晶, 导致材料的脆性较强; 焊接工
艺不当导致在焊接起弧点附近出现裂纹, 引起应力集中, 在较大应力作用下, 裂纹快速扩展导致油
缸缸筒爆裂。

关键词: 液压油缸;脆性断裂;应力集中;裂纹

中图分类号: TG115.5 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 08-0058-03

Causesofc y lindertubeex p losionofh y draulicc y linder

,
,
ZHANGQ ian g WANGShu q ian g WANG Wei

[ NationalShi p MaterialsQualit ySu p ervisionandTestin gCenter ( Jian g su ), Jian gy in214434 , China ]

Abstract : Macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , mechanical p ro p ert y test , metallo g ra p hic

examinationandothermethodswereusedtoanal y zetheex p losionreasonofc y lindertubeofanh y draulicc y linder.

Theresultsshowthatthestructureofc y lindertubeofh y draulicc y linderwasunevenandtherewasmischcr y stal ,

whichledtothestron gbrittlenessofthematerial.Im p ro p erweldin gp rocessledtocracksneartheweldin garc

p oint , whichcausedstressconcentration.Undertheactionoflar g estress , thera p idp ro p a g ationofcracksledtothe

ex p losionofthec y linder.

Ke y words : h y draulicc y linder ; brittlefracture ; stressconcentration ; crack
液压油缸是将液压能转变为机械能、 做直线往复 见缸筒一侧外表面焊接了一个导向套, 导向套焊接

运动( 或摆动运动) 的液压执行元件, 在正常服役条件 位置距离缸筒一侧端头约 120 mm , 液压油缸筒体
下需承受很大的压力。液压油缸的结构简单, 在工程 上有一条纵向的几乎成直线的穿透性主裂纹, 该主
机械等领域得到广泛应用。某液压油缸缸筒在正常 裂纹靠近导向套和缸筒的焊接部位, 裂纹穿过导向

服役 300h 左右发生爆缸开裂事故。该油缸缸筒材 套后开始分叉并变得弯曲, 形成数条次裂纹, 裂纹基

# 本贯穿整个长度方向, 缸筒左侧端头至导向套末端
料为 45 钢, 规 格 ( 外 径 × 壁 厚 ) 为 280 mm ×

15mm , 加工工艺为调质 → 热轧 → 冷拔 → 正火。 区域 裂 纹 较 宽, 裂 纹 张 开 的 缝 隙 宽 度 约 为 2~
为了查明液压油缸缸筒爆裂的原因, 笔者对爆 3mm , 裂纹缝隙继续延伸分叉后宽度变窄, 油缸缸

裂后的 液 压 油 缸 缸 筒 进 行 了 一 系 列 理 化 检 验 与 筒外表面无明显的塑性变形及鼓胀现象 [ 1 ] 。
分析。
1 理化检验
1.1 宏观观察
爆裂的液压油缸缸筒宏观形貌如图 1 所示, 可
收稿日期: 2021-11-25
图 1 爆裂的液压油缸缸筒宏观形貌
作者简介: 张 强( 1986- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事金属

用线切割方式沿液压油缸缸筒断裂面打开缸筒,
材料疲劳性能和腐蚀性能等的测试及失效分析工作, zhan gq 0514@
163.com 观察主裂纹断口, 其宏观形貌如图2所示。由图2可
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