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新闻中心 新型管材散热器失灵端由剖析和防范举措
发布时间:2012-06-15 浏览次数:126 返回列表
1近年来,钢制扁管散热器因其外形美观、散热好、承压高,在居民小区尤其是高层建筑中已广泛应用,但也发生了一些破坏失效的实例。现就钢制扁管散热器发生破坏失效的原因进行分析。 2样品的检查 2.1外观检查 某小区的钢制(年度内引进型废旧钢材产业的回馈和前瞻)扁管散热器由两排各10根并联的钢制扁管串接而成。开裂扁管位于其中一排最上一根的中部,裂纹出现在扁管折边的棱角部位。散热器扁管由优质碳素结构钢热轧薄板弯制焊接。 2.2化学成分分析 经检测分析,该散热器钢制扁管材质属于08或10号钢,其碳含量略低。化学成分分析见。 开裂扁管化学成分分析结果成分开裂散热器GB6998808号钢GB6998810号钢C0.0470.050.12Si0.260.170.37Mn0.430.350.65P0.0120.0350.035S0.0360.0350.035Cr0.0500.25Ni0.0500.100.15Cu0.0500.25 2.3金相检查 (1)材料整体显微组织检查 对材料整体金相检查表明,该散热器钢制扁管显微组织为优质碳素结构钢热轧钢板的典型组织,即等轴铁素体 少量珠光体(见1)。 (2)裂纹发生部位显微组织检查 裂纹发生部位显微组织如2所示,裂纹是起始于钢制扁管内表面直角的拐弯处,由于此前钢板在折弯时发生过较明显的塑性变形,所以2中四周的晶粒均被显著地压扁拉长。2裂纹部位显微组织 (3)未开裂扁管折弯处显微组织检查 扁管未开裂的折角部位显微组织检查表明,其直角拐弯处同样存在明显的塑性变形,晶粒也被显著地压扁、拉长,并且由于加工工艺不合理,从内表面形貌看,亦存在较大的不稳定因素,如遇腐蚀或外力等促进作用均有可能导致开裂(见3)。 2.4硬度检查 鉴于散热器钢制扁管直角折弯处在制作加工过程中发生了明显的塑性变形,变形部位的金属必然伴有形变加工硬化,局部区域强度会明显提高。为检查直角折弯部位的形变硬化程度,对不同部位的显微硬度进行测定,结果如2所示。 2.5分析取样 在进行分析取样时发现,开裂钢制扁管的裂纹所在部位发生了明显鼓胀,而在该扁管的端部截面由于受焊缝制约,变形不明显。取自散热器两排上下另外3只扁管的截面未见明显的塑性变形。 2.6断口检查 4是裂掀断口表面的微观形貌。是裂纹断口表面的能谱分析结果,表明该氧化腐蚀层中除机体金属铁外未明显发现其他元素。 3未开裂折角部位显微组织2散热器扁管不同部位显微硬度测量结果部位维氏硬度HV平均开裂扁管角部严重变形部位232,216,232227未裂角部严重变形部位258,245,235246远离折角部一般部位133,137,151140未开裂扁管角部严重变形部位233,228,215225远离折角部一般部位139,122,1431354裂纹断口表面的微观形貌从宏观检测结果看,开裂扁管裂纹断口被一层较厚的黑褐色氧化腐蚀产物所覆盖。 2.7扁管内表面腐蚀形态及程度检查 将散热器钢制扁管纵向割开,去除表面锈层,肉眼观察,每块被检样品表面仅有几个浅蝶形点坑。 任意截取样品,沿横截面磨制金相试样,在光学显微镜下观察,内部腐蚀最严重区域9.由图可见扁管内表面仍以均匀腐蚀为主,局部区域有点蚀存在,但并不严重,也未发现应力腐蚀裂纹。 3结论 (1)该钢制扁管散热器所用材料材质为优质碳素结构钢热轧薄板,材质基本符合要求。但该批材料厚度不够均匀(1.301.55mm),对成型以后的散热器使用会有一定影响。 (2)经检查在发生和未发生开裂的直角折弯处均存在大小及深浅不同的裂纹,发生的开裂属于张应力作用下的脆性开裂。钢制扁管在制作加工过程中,扁管内壁直角折弯处会发生明显塑性变形,形变硬化使该处材质显著变脆,硬度明显加大,韧性和塑性明显降低,这是易发生开裂的主要原因。 (3)钢制扁管内壁表面存在程度较轻的均匀腐蚀,局部存在蝶形点蚀坑,而且开裂扁管裂纹断口表面除水介质的氧化腐蚀外,未发现其他腐蚀介质,也未发现应力腐蚀裂纹。说明该采暖系统的水质处理和运行及停暖养护工作尚可。 (4)对于钢制扁管散热器,导致经常性的失效发生的主要原因,为其加工工艺的不合理。 |