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研發(fā)團隊

Teams

工程材料與構件失效分析團隊

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2017-05-23
團隊信息
課題組名稱(chēng):工程材料與構件失效分析團隊
課題組網(wǎng)址:http://sxfx.imr.ac.cn:8080/
負責人:張哲鋒 工作單位:中科院金屬研究所 學(xué)科領(lǐng)域:材料的疲勞與斷裂, 工程材料與構件的失效分析
課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:屈伸 辦公電話(huà):024-83978776
手 機:13386854081 E-mail:squ@imr.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名: 辦公電話(huà):
手 機: E-mail:
團隊介紹

失效分析中心以沈陽(yáng)材料科學(xué)國家(聯(lián)合)實(shí)驗室為依托,是中國科學(xué)院金屬研究所對外技術(shù)服務(wù)與咨詢(xún)的重要窗口,宗旨是為國防裝備的排故工作提供第三方認證,同時(shí)也為國內外大、中型企業(yè)與高新技術(shù)企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)。

失效分析中心擁有經(jīng)驗豐富的失效分析專(zhuān)家5人,各個(gè)相關(guān)學(xué)科帶頭人組成的專(zhuān)家委員會(huì )12人,以及青年科技人員8人,形成了老、中、青三代結合的項目分析團隊。

2001年至今15年間,失效分析中心共完成各類(lèi)失效分析項目800余項,涉及各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。國防領(lǐng)域包括航天、航空、海軍裝備、陸軍裝備;民用領(lǐng)域包括電力、石化、冶金、交通、機械等各個(gè)行業(yè);同時(shí)也為國內外各知名公司如殼牌、GE、索拉、西門(mén)子、阿爾斯通、通用、中石化、中海油、保險行業(yè)等提供失效分析技術(shù)支持。眾多失效分析項目的完成,為各個(gè)行業(yè)解決了一大批技術(shù)疑難問(wèn)題;還為涉外失效項目提供客觀(guān)全面的失效分析,為國家和企業(yè)挽回經(jīng)濟損失。

典型轉移轉化項目案例

1.構件斷裂的失效分析工作

位于印度尼西亞蘇門(mén)答臘島南部的巨港電廠(chǎng),是中國在印度尼西亞投資并承包建設的,是印尼政府基礎設施建設和吸引國外投資的成功典范,在當地影響巨大。該電廠(chǎng)的150MW 9E燃氣機組于2004年9月并網(wǎng)發(fā)電,運行約91000小時(shí)后出現爆響聲而緊急停機,造成了較大的經(jīng)濟損失。為了澄清事故原因及理賠責任,該電廠(chǎng)與保險公司方共同委托中國科學(xué)院金屬研究所失效分析中心承擔該項失效分析工作。

圖1 壓氣機葉片損壞的現場(chǎng)圖

拆解檢查發(fā)現壓氣機的一片一級動(dòng)葉發(fā)生斷裂,失效分析中心人員經(jīng)過(guò)細致的觀(guān)察首先判定葉片斷裂是疲勞斷裂,疲勞源位于葉背側榫頭壓力面的轉角R處。疲勞源位置處于安裝覆蓋區,日常運行、維護以及檢修無(wú)法及時(shí)發(fā)現。然后觀(guān)察分析疲勞源,并對比送檢的其他葉片,發(fā)現此處存在應力集中以及微動(dòng)磨損,這兩者疊加使該位置萌生裂紋形成疲勞源。同時(shí)指出了疲勞源的位置屬于國外制造公司的設計缺陷。而此處在該公司的后續系列中已經(jīng)得到改進(jìn),這更加有力地證明了我們的分析結論。

圖2 印尼電廠(chǎng)和保險公司的感謝信

2.構件腐蝕的失效分析工作

某公司生產(chǎn)的一個(gè)60立方米LNG儲罐,使用僅3個(gè)多月發(fā)生泄漏。公司遂委托中國科學(xué)院金屬研究所失效分析中心對儲罐進(jìn)行分析,以查明泄漏原因。分析結果表明:儲罐內有氯化物和硫化物腐蝕介質(zhì)存在,在封頭附近的高殘余應力作用下,裂紋從內膽的內壁腐蝕坑起始,發(fā)生了應力腐蝕裂紋萌生與擴展的快速失效過(guò)程。

隨著(zhù)近幾年LNG行業(yè)的發(fā)展,LNG的安全運營(yíng)成為一個(gè)重要命題。儲罐是儲存低溫天然氣液體的非真空絕熱容器,一旦發(fā)生泄露,會(huì )造成巨大的生命和財產(chǎn)損失。本次分析工作為事故處理及LNG罐體制造提供了科學(xué)依據;

圖3 儲罐內膽的裂紋

圖4 裂紋尖端的微觀(guān)形貌

3.構件磨損的失效分析案例

某高速列車(chē)開(kāi)通后,維護人員發(fā)現短時(shí)間內制動(dòng)軸盤(pán)和閘片出現異常磨損,存在極大的安全隱患,遂委托中國科學(xué)院金屬研究所失效分析中心進(jìn)行失效分析。

圖5 磨損嚴重的剎車(chē)盤(pán)

經(jīng)分析發(fā)現,這種異常磨損現象主要發(fā)生在雪后的第二天。此時(shí)天氣異常寒冷,導致制動(dòng)軸盤(pán)材料的力學(xué)性能下降,同時(shí)也導致閘片變脆、破碎,其中的硬質(zhì)顆粒脫落在剎車(chē)副的摩擦面上形成磨粒磨損。這是造成此次故障的主要原因。此次分析工作為我國高速列車(chē)的排故及后續的維護維修工作提供了技術(shù)分析依據;有力的保障了高鐵的安全運營(yíng)。

圖6 制動(dòng)盤(pán)磨損的宏觀(guān)形貌和微觀(guān)形貌


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