原料氣壓縮機(jī)4級(jí)缸活塞桿斷裂原因分析

（太原煤炭氣化（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 山西 030032）

1.引言

2019年3月16日，某燃?xì)庥邢薰?#原料氣壓縮4級(jí)缸活塞桿檢修完啟動(dòng)運(yùn)行2小時(shí)（累計(jì)運(yùn)行8000多小時(shí)）后發(fā)生斷裂事故，活塞桿工作溫度低于105℃，工作介質(zhì)為焦?fàn)t煤氣，活塞桿直徑為100mm，材料為42CrMoE合金結(jié)構(gòu)鋼，原料氣壓縮機(jī)活塞桿示意圖如圖1所示。

圖1 焊接活塞

2.原因分析

2019年8月，某燃?xì)庥邢薰緦⑸鲜霭l(fā)生斷裂的4級(jí)缸活塞桿送交至某金屬研究所，對(duì)活塞桿斷裂性質(zhì)進(jìn)行原因分析，結(jié)果如下：

（1）斷口表面分析。斷裂處距活塞桿螺紋端面經(jīng)測(cè)量長(zhǎng)度約為1.39m。由于送檢活塞桿較長(zhǎng)，斷裂后的活塞桿表面銹蝕較重，為環(huán)向斷裂，斷裂處較平直，不便于對(duì)斷口進(jìn)行檢查，故用線切割從斷口下方16mm處將斷口切下，并對(duì)斷口表面銹蝕嚴(yán)重且發(fā)生研磨，發(fā)現(xiàn)刮油環(huán)彈簧或填料函彈簧掉入斷口留下的擠壓痕跡，即瞬斷區(qū)。對(duì)端口部位進(jìn)一步放大，有三處斷裂臺(tái)階，并伴隨一條弧線出現(xiàn)，判斷應(yīng)為疲勞弧線，疲勞弧線是疲勞斷口的典型宏觀形貌，說(shuō)明該斷口為疲勞斷口，疲勞源的位置可見(jiàn)明顯的放射狀紋理，紋理由活塞桿表面起始、向心部擴(kuò)展，疲勞源為線源，長(zhǎng)度約為6mm、寬度約為0.9mm，疲勞源側(cè)面可見(jiàn)軸向摩擦痕跡，疲勞擴(kuò)展區(qū)斷口較為平坦，但銹蝕嚴(yán)重，以致無(wú)法分辨斷裂形貌。

（2）斷口側(cè)面分析。對(duì)活塞桿斷口側(cè)面的切割面放大分析，斷裂面的切割面的分布不均勻，一部分摩擦面粗糙，磨損較重，可見(jiàn)清晰的軸向摩擦痕跡；另一部分摩擦面光亮，磨損輕微，隱約可見(jiàn)稀疏的軸向摩擦痕跡，這說(shuō)明送檢活塞桿摩擦面局部存在偏磨現(xiàn)象。……