Page 67 - 理化检验-物理分册2023年第六期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202306014

铝壳体拔孔微裂纹形成原因

熊明华, 李要锋, 邵明艳, 王延涛, 张明英, 赵 柯, 李松磊, 肖鹤旋, 赵胜楠, 刘翠翠

( 河南平芝高压开关有限公司, 平顶山 467013 )
摘 要: 某焊接铝壳体侧面拔孔法兰在水压试验后发生严重的不规则变形, 拔孔部位产生微裂
纹, 采用宏观观察、 化学成分分析、 力学性能测试、 低倍检验、 硬度测试、 金相检验等方法分析了微裂
纹产生的原因。结果表明: 壳体拔孔时预热温度过高造成组织过烧; 晶粒粗大和局部晶界复熔对材
料的抗拉强度、 韧性均有较大影响。最后提出了壳体形变过烧的控制方法, 以预防设备在运行时发
生漏气事故。

关键词: 气体绝缘全封闭组合电器; 焊接铝壳体; 过烧; 拔孔

中图分类号: TG359 ; TG115.5 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 06-0051-04

Causesofmicro-crackformationinextractionholeofaluminumshell

,
,
XIONGMin g hua , LIYaofen g SHAOMin gy an , WANGYantao , ZHANGMin gy in g ZHAOKe ,

LISon g lei , XIAOHexuan , ZHAOShen g nan , LIUCuicui

( HenanPin g zhiHi g hVolta g eSwitchCo. , Ltd. , Pin g din g shan467013 , China )

Abstract : Seriousirre g ulardeformationoccurredinthesideextractionholeflan g eofaweldedaluminumshellafter

h y draulictest , andmicro-crackswere g eneratedattheextractionhole p art.Thecausesofmicro-crackswereanal y zedb y

meansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , mechanical p ro p ert y test , macro-examination , hardness

testandmetallo g ra p hicexamination.Theresultsshowthatthe p reheatin g tem p eraturewastoohi g hwhentheshellwas

extracted , resultin g inoverburnin g ofthestructure.Thecoarse g rainandlocal g rainboundar y remeltin g had g reatinfluence

onthetensilestren g thandtou g hnessofthematerial.Finall y , acontrolmethodwasp ro p osedforthedeformationand

overburnin g oftheshellto p reventtheairleaka g eaccidentdurin g o p eration.

Ke y words : asinsulatedswitchear ; weldin g aluminumshell ; overburnin g ; extractionhole
g
气体绝缘金属封闭开关设备( GIS ) 在输电网 接→割孔→翻边拔孔→坡口加工→焊接法兰→焊接
[ 1 ]
中应用广泛, 对电力系统的安全稳定和经济运行起 支筒体→机械加工→水压试验→气密试验→表面处
到了关键作用。与传统敞开式电气设备相比, 其具 理, 焊接筒体加工过程如图1所示。为避免发生拔
有结构紧凑、 安装快、 环境适应能力强、 安全性高、 维 孔时筒体开裂现象, 需对筒体进行预热, 预热温度约
护工作量少、 检验周期长等优点 [ 2-4 ] 。焊接壳体是 为300℃ , 焊接完成后, 焊接变形及残余应力等对产

GIS 的 主 要 零 部 件, 壳 体 内 充 有 压 力 为 0.4~ 品质量有较大的影响, 如焊接铝筒体密封不良、 焊缝

气体, 年漏气率小于1% 。 裂纹等造成 GIS运行过程中出现质量事故, 将直接
0.6MPa的 SF 6
根据壳体使用部位的不同, GIS 可分为断路器 影响电网的运行。某焊接铝壳体在水压试验后, 其
壳体、 隔离 / 接地壳体、 母线壳体等, 其常用材料主要 侧面拔孔法兰发生严重不规则变形, 笔者采用一系
为变形铝合金, 主要由主筒体、 支筒体和法兰组成。 列理化检验方法分析了该法兰异常变形的原因。
焊接铝筒体的加工工艺过程为板材→卷筒→直缝焊
1 理化检验
收稿日期: 2022-12-16
1.1 宏观观察
基金项目: 平高集团科技项目( PGKJ2022-231 )

作者简介: 熊明华( 1985- ), 男, 本科, 主要从事气体绝缘金属 拔孔法兰宏观形貌如图2所示, 从法兰上取样,
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封闭开关设备的材料分析及工艺研究工作, xion g mh1985@163.com 取样位置如图2所示, 共取3处试样, 1 位置与2
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