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主题：【分享】Y43H-16活塞式减压阀壳体爆裂分析

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2009/7/18 10:59:36 11楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
4.2 金相检验
        在阀体碎片断裂源区处取样，经磨制后在光学显微镜下观察，按GB/T7216-1987《灰铸铁金相》标准评定起显微组织，样品的石墨形态为A型+C型；石墨较粗大，石长38+9，见图7，部分石墨相互接触形成呈闭合环状。

    试样经浸蚀后观察，基体组织为珠光体+铁素体+二元磷共晶；珠光体数量的级别为珠40，基体组织形貌见图8。
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2009/7/18 11:00:18 12楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊



图7 基体的石墨形态50×
Fig7.Graphite  appearance of matrix
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2009/7/18 11:00:58 13楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊

图8基体组织形貌50×

Fig8. microstructure appearance  of matrix
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2009/7/18 11:01:39 14楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
4.3 力学性能检验
      在爆口部位对称的减压阀另一侧取样，进行抗拉强度和硬度测试，结果见表2，阀体样品的抗拉强度和硬度低于标准规定的技术要求。

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2009/7/18 11:01:54 15楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
5  分析与讨论
5.1从减压阀材料方面分析
        灰铸铁中的碳和硅元素是促进石墨和铁素体生长元素，锰元素是阻止石墨化的元素，能降低共析温度，促进形成珠光体组织。阀体中碳元素含量较高，硅元素含量处于上限，锰元素含量偏低促进石墨和铁素体生长，减少了基体中珠光体组织的比例，在阀体基体组织中得到了证实。
      通常灰铸铁的显微组织是在基体上分布着片状或条状石墨，由于石墨松软、脆弱，破坏了基体的连续性，因此石墨的形态、大小、分布将影响灰铸铁的机械性能，石墨粗大，分布不均匀均将降低灰铸铁的机械强度，再者珠光体组织的灰铸铁的强度将高于铁素体组织的灰铸铁。阀体材料石墨粗大，阀体断裂源区基体的石墨形态呈C型，且石墨呈封闭环形，造成金属基体间的分离，加之阀体基体组织中珠光体含量偏低，导致了阀体材料的抗拉强度低于标准规定的技术要求。
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2009/7/18 11:02:14 16楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
灰铸铁材料的硬度与抗拉强度之间有线性关系，阀体样品的硬度远低于标准规定的技术要求。也表明壳体材料的抗拉强度较低。
5.2  从减压阀使用方面分析
      [3] 随管道输送蒸汽温度逐渐增高，阀体所能承受的压力将逐渐减小，事故发生事段，仓库蒸汽输送管道温度为273.75℃，活塞式减压阀工作温度≤200℃，表明减压阀在产品选型上不合理。
      阀体内部表面沉积的污垢较少，可以排除因阀体内表面污垢沉积过多，导致阀体热膨胀不均匀引起的爆裂。
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2009/7/18 11:02:37 17楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
[4] 管道输送蒸汽会形成冷凝水，管道中蒸汽压力推动冷凝水，在条件偶合时，会对设备产生的水击现象，水击压力比正常的蒸汽压力要高得多，尤其是在水击发生的瞬间，这种压力更大。主输送蒸汽管道、仓库分支输送蒸汽管道管道和活塞式减压阀位于同一水平面上，易导致减压阀内部产生积水，阀体下端盖底座内表面附近可观察到内表面颜色明显分为两部分，其分界线与减压阀输气孔底端一致，证实了减压阀中曾有积水现象。事故现场输气管道减压阀处的安装情况与产品说明书安装要求对比，减压阀安装部位缺少旁通管道，导致不能有效的控制减压阀中积水；在输气主阀前未安装压力表，操作人员不能有效控制进气压力的大小，管道输送蒸汽时，减压阀中的沉积水会对阀体产生水击作用，故阀体在使用过程中受到的压力为蒸汽压力和水击作用压力之和。在蒸汽压力和水击作用下，减压阀阀体材料所承受的压力远远大于材料本身所允许承受的压力，引起爆裂。
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2009/7/18 11:02:47 18楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
6.  结论
减压阀在设计选型上不合理，减压阀阀体强度偏低，在蒸汽压力和水击作用下，阀体发生爆裂。
7.建议
（1）阀门生产过程中应有效控制零件强度。
（2）使用单位应按使用情况选择产品，并按产品要求安装。
参考文献：
[1]    上海交通大学金相分析编写组  金相分析[H].北京：国防工业出版社，1982.
[2]    GB/T 9439—1988  灰铸铁件.
[3] 洪勉成、陆培文、高凤琴著.  阀门设计计算手册[M]. 北京：中国标准出版社出版，1994年.
[4]《DESIGN OF FLUID SYSTEME》[Z]  Copyright 1997 by Spirax Sarco,Inc  Published by Spiraxsarco).
[5] GB/T 7216-1987  灰铸铁金相.
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pfz1985
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2009/7/18 11:19:24 19楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
深奥！这是什么学科？
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