自來水龍頭失效分析

摘要：水龍頭是室內(nèi)水源的開關(guān)，負(fù)責(zé)控制和調(diào)節(jié)水流量的大小，是每個(gè)家庭必備的用品。目前，市場(chǎng)上的水龍頭品種繁多，從功能上大體可分為：浴室用龍頭、面盆用龍頭、廚房用龍頭三種。水龍頭使用如此廣泛，其質(zhì)量好壞是人們非常關(guān)注的。

關(guān)鍵詞：水龍頭；斷裂

目前國家已有相關(guān)水龍頭的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水龍頭在材料、加工與裝配、外觀、使用性能等幾方面進(jìn)行了規(guī)定。在材料上，鑄件不得有縮孔、裂紋和氣孔等缺陷。在裝配上：連接螺紋應(yīng)能承受（公稱通徑DN15）的扭力矩61Nm。然而，現(xiàn)在不少廠商為了追求利潤，降低成本，使用性能達(dá)不到要求的低成本材料進(jìn)行水龍頭生產(chǎn)，并且偷工減料，使水龍頭的材質(zhì)、壁厚等均達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。很多質(zhì)量低劣的水龍頭到處都是，老百姓購買時(shí)很難辨認(rèn)，容易上當(dāng)受騙。因此，因水龍頭失效引起的糾紛很多。對(duì)水龍頭失效分析勢(shì)在必行。下面是對(duì)某品牌水龍頭斷裂原因的分析：

2008年1月某日，受市中級(jí)人民法院委托，我們鑒定小組針對(duì)某小區(qū)二樓因水龍頭破裂造成水淹事故的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)。破裂水龍頭已被拆下，經(jīng)檢查，水龍頭破裂部位有黃色和紅褐色銹斑。我們將破裂水龍頭取回作進(jìn)一步檢驗(yàn)。

1破裂水龍頭的宏觀形貌

圖1所示為該水龍頭的破裂部位，在離進(jìn)水管螺紋根部?jī)煽厶帞嗔选D2為斷口的宏觀形貌，從照片上可以看出，在箭頭所指處有黃色和紅褐色銹斑。

2 斷口的電鏡掃描

自來水龍頭進(jìn)水口螺紋管壁處“缺肉”

圖3 為自來水龍頭進(jìn)水口螺紋管壁的低倍照片（放大8倍）。由照片可見，管壁較厚處為1.64mm，但最薄處僅0.97mm，產(chǎn)生“缺肉”現(xiàn)象。

自來水龍頭中存在嚴(yán)重的鑄造缺陷

由圖4可見，在管子的內(nèi)壁箭頭所指處產(chǎn)生很多小縮孔。由圖5可見，在斷口中箭頭所指處有貫穿壁厚的裂紋，并且晶粒十分粗大。圖6中箭頭所指處為已生銹的鑄造孔洞，量出其最大直徑約0.2mm。圖7為斷口中存在的裂紋，其長度也有0.2mm左右。

分析：1、為斷口的宏觀形貌，從照片上可以看出，在箭頭所指處有黃色和紅褐色銹斑，表明該水龍頭在使用前內(nèi)部已存在裂紋。

2 在管壁較薄處，旋緊自來水龍頭時(shí)將產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。

從材料力學(xué)可知，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計(jì)算公式為：

τP=M/W

式中，M——扭矩

W——抗扭截面模量，

注：D——管壁外徑（此處為螺紋根部的直徑，D=18mm）

D-管壁內(nèi)徑。

在管壁較厚處，d=18-(2×1.64)=14.72mm

W1=3.14×(184-14.724)/16×18=632.6mm3

τP1=M/632.6

在管壁較薄處，d=18-(2×0.97)=16.06mm

W2=3.14×((184-16.064)/16×18=419.2mm3

τP2=M/419.2

管壁較薄處與管壁較厚處扭轉(zhuǎn)應(yīng)力之比τP2/τP1=632.6/419.2≈1.5倍。

3 鑄造缺陷也使水龍頭管壁的強(qiáng)度大大降低。

結(jié)論：材料耐腐蝕性差。（斷口處有黃、紅褐色銹斑）；鑄造缺陷。（有鑄造孔洞和原始貫穿壁厚的裂紋）；偷工減料。（管壁厚度不夠）；加工工藝差。（管壁厚度不均，最厚處1.64mm，最薄處0.97mm。）

以上4點(diǎn)是造成水龍頭斷裂的主要原因。