试论工程材料失效分析PPT课件( 31页)

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1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。
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2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。
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3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!
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4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟
六、工作人员的任务和素质要求
1. 主要任务
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① 寻找失效构件及相关实物证据 ② 宏观分析和推理，初步确定失效类型 ③ 必要的微观分析、理化检验，再查找失效原因 ④ 综合确定整个失效过程及其失效原因间的联系 ⑤ 必要时模拟试验，验证因果分析的正确性
2. 应备素质
选含Cr、Mo 高的合金钢管替代10g钢。
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2) 某厂原使用一台进口的管壳式热交换器，壳体 及管子均为18-8铬镍不锈钢，基于生产需要按原 图纸再加工一台，把壳体改为低碳钢/18-8铬镍复 合钢板，管子仍为18-8铬镍不锈钢，投入使用即 发生壳体横向开裂。 原 因： ①管壳因材料热膨胀系数差异引起过大的轴向温差应力；
金相学/可靠性工程学
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失效机械设计学
失效材料学
失效机械制造学 失效环境学 失效方法学
五、失效分析发展概况
1. 发展历程
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阶段 初级分析
近代 失效分析
年代 工业革命前 工业革命前 ～ 1940’S
特征 现象描述和凭经验分析
宏观检测和光学金相观测分析
现代 失效分析
★核电站周围30公里范围被划为隔离区，约60万人进入隔离区 进行清理抢救工作，庄稼被全部掩埋，周围7000米内的树木逐 渐死亡。
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★ 在长达半个世纪里，隔离区成为“死亡区” : 10公里范围 以内不能耕作、放牧，100公里范围内10年内禁止生产牛奶。 ★ 83.4万救援人员中，已有5.5万人丧生，7万人成为残疾人， 30多万人受放射伤害死去。乌克兰共有250万人因切尔诺贝 利核事故而身患各种疾病，其中包括47.3万儿童。
① 彻底的求实精神和严谨的工作态度 ② 敏锐的观察力和熟练的分析技术 ③ 正确的失效分析思路和良好的判断能力 ④ 善于学习 ⑤ 扎实的专业基础和宽广的知识面
事故报道：太多太多了！
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2006.5.18 西柏坡发电厂发生的锅炉爆炸事故：３ 死８伤， 原因为锅炉高温蒸汽泄漏爆炸所致。
算，原要求过渡区尺寸r／Di≥0.06％，后修订为按r／Di≥ 0.10％进行结构设计，大大减少了过渡区失效的发生。
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Di
蝶形封头
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无折边锥形封头使用范围半锥角α≤30°也是失效得来的教 训。 2004年，某酒精厂蒸煮锅上封头采用α=80°的无折边锥 形封头，在0.5MPa的工作压力下操作发生爆炸引起事故。
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力学 物理
失损 伤效 力力 学
失效 机理学
失失效效 环化 境学 学
失效 分析
可失靠效性 数学
化学 数学
● 与应用学科结合
＋
失
＋
效 分＋
机械设计学 工程力学 断裂力学 物理冶金学 力学冶金学 材料工艺学 机制工艺学 机修知识
析＋
腐蚀学 摩擦学
无损探伤/模糊判断学
＋ 微分析学/数理统计学
1950’S ～至今
①现代物理检测技术
②集断裂特征分析、力学分析、结构分析、 材料抗力分析和可靠性分析于一体 ③全国性失效分析中心及失效分析学会成立 ④出现大量的失效分析专著和论文集
2. 国内外失效分析现状
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1) 中国
◆1970后为失效分析的新时期
◆成立了中央部委失效分析研究中心、各类理化实验室及 试验研究中心、失效分析委员会…
无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!
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5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。
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6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。
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切尔诺贝利核电站“石棺” 现 场
事故原因
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前苏联政府组建的国家事故调查委员会的结论：
1. 核电站“铀-石墨大功率压力管式”反应堆设计 上的缺陷，即反应堆燃料棒的结构和保护系统不 合理，是事故的直接原因；
2. 工作人员操作失误是事故的诱因(当时工作人员 正在进行停电状态下重新激活反应堆的实验)。
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7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江
河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。
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8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。
变形失效 断裂失效 磨损失效 腐蚀失效
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弹性变形失效 塑性变形失效
均匀腐蚀失效 局部腐蚀失效
2. 失效原因
1) 设计不合理，如工程设计训练 2) 选材不当及材料缺陷 3) 制造工艺不合理 4) 使用操作不当和维护不当
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举例：设计不当
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容器碟形封头 按GBl50规定的强度公式进行强度尺寸计
◆ ASTM 1975年在《金属手册》中增设加“失效分析与预防” “Failure Analysis and Prevention”
◆ Jack A. Colins 1981年编著《机械设计中的材料失效》教材， 《 Failure of Materials in Mechanical Design》
★ 间接的 ★ 长期的
二、抗失效意义
1. 促进科学技术的发展
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例1：
19世纪中期，火车轴频发断裂，原因是疲劳。 疲劳的研究促进了断裂力学和材料强度学的发展。
例2：
二战期间，美国焊接结构“自由轮”在美国冰岛-英国航线上发生千余次断裂破坏事故，原因
是碳钢和低台金钢在低温出现脆性。低温脆性的 研究促进了低温材料的发展。
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邓文龙--《金属构件断裂分析与防护》 孙 智--《失效分-基础与应用》 窦照英--《承压设备失效分析与处理》 《化工设备事故分析与预防及应急处理技术实用手册》 《国外石油化工事故案例》 《化工事故案例分析与防范》 《石油化工企业事故案例剖析》 《锅炉压力容器爆炸事故案例剖析》 《化工爆炸事故案例》 《化工设备突发事故处理与分析预防技术规范实务全书》 《安全生产事故典型案例评析全集》含“化工事故典型案例评析”
2005.12.6 安徽凤台发生氨气泄漏事故，3死4伤。
2005.11.16 中石油吉林石化公司双苯厂苯胺装置 11月13日发生爆炸着火严重事故，造成5人死亡， 2人重伤，21人轻伤，1人下落不明。 事故发生后， 疏散群众达1万多人。
有些成为惨案和惨剧 ---- 惨不忍睹！
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★★ 1984.12.3 美国碳联公司印度博帕尔市农药厂异 氰酸甲酯泄漏事故--世界工业史上绝无仅有的惨案。
2. 提高构件、装备的质量
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例1：日本问题轿车的召回制
例2：20世纪20年代 →奥氏体不锈钢的腐蚀失效
→提出晶间贫铬腐蚀／选择性腐蚀／沉淀相腐蚀理论
→开发不锈钢新钢种 →零件内在质量大大提高
3. 提高经济/社会效益
三、失效形式及原因
1. 失效形式
韧性断裂失效 脆性断裂失效 疲劳断裂失效
◆重大失效事放： 国家组织攻关组或分析小组 一般失效事放： 单位委托专家分析
◆常举办全国性和地方性的失效分析学术活动
工程技术刊物开辟了失效分析专栏
◆失效分析、预测及预防知识的逐渐普及：出版了相关的 教材、专著及技术丛书，高校有关专业增设失效分析课程
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钟群鹏--《失效分析基础》 上海交大--《金属断口分析》 褚武扬--《断裂与环境断裂》 刘正义--《机械装备失效分析图谱》 陈伯蠡--《焊接工程欠缺分析与对策》 吴望周--《化工装备断裂失效分析基础》 机械工业委员会--《失效分析》培训教材 机械工程学会材料分会--《机械产品失效分析》丛书 胡世炎--《破断故障金相分析》及《机械失效分析手册》 张 栋--《机械失效的实用分析》及《机械失效的痕迹分析》
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9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人，
人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。
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10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。
②选用复合钢板后未对换热器结构作改进。
四、与其它学科的关系
1. 与基础学科的关系
机械设计
断口学
断裂力学
工艺学
金 相学
材料学 腐蚀科学
失效 分析
摩擦学