首 先在此強(qiáng)調(diào)的是，作為一個(gè)NDT人員，如果您具備這些疲勞失效分析的常識(shí)，當(dāng)你到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)后(或者看到一些斷裂圖片后)，就可以快速準(zhǔn)確地分析判斷出疲勞裂紋的源頭來(lái)(crack origin)，然后再考慮用最適當(dāng)?shù)腘DT方法，而且又能在不拆卸或者局部拆卸的情況下，為需要檢查的機(jī)械或構(gòu)件快而準(zhǔn)地探測(cè)出裂紋來(lái)，或者說(shuō)能檢測(cè)出在萌生時(shí)的小疲勞裂紋來(lái)，就可以及時(shí)地避免事故的惡化和發(fā)生，如果不能檢測(cè)出裂紋的源頭是不能真正消除隱患和解決問(wèn)題的，這是非常關(guān)鍵的問(wèn)題也是NDT人員應(yīng)有的職責(zé)。

當(dāng)斷裂事故發(fā)生后，客戶(hù)肯定擔(dān)心其他正在使用中的同類(lèi)設(shè)備是否也存在著疲勞斷裂的隱患，十萬(wàn)火急地想將其他設(shè)備進(jìn)行全面檢測(cè)。

面對(duì)斷裂事故發(fā)生后的災(zāi)難場(chǎng)面或者見(jiàn)到很多圖片，我們?nèi)绾文苎杆俸蜏?zhǔn)確地判斷出疲勞裂紋的最初開(kāi)裂點(diǎn)(裂紋的源頭)呢？在一大堆破爛的碎片或倒塌的支架中去尋找斷裂源頭呢？請(qǐng)看我的分析。

當(dāng)我們到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)后看到受破壞的情況時(shí)，(或者有時(shí)候我們看到些斷裂圖片時(shí))，首先是要找出裂紋的源頭來(lái)，什么原因造成斷裂事故留待該機(jī)械的設(shè)計(jì)工程師或者疲勞失效分析專(zhuān)家們?nèi)シ治鲅芯俊?

我們可分三個(gè)途徑查找：(見(jiàn)圖1)

1.從斷口或者有開(kāi)口裂紋位置找源頭；

2.從結(jié)構(gòu)圖上找源頭；

3.參考機(jī)械設(shè)計(jì)者及使用者的意見(jiàn)；

（圖1 NDT 檢測(cè)流程方框圖）

從斷口上找裂紋源頭是直接用肉眼宏觀(guān)檢視斷口上的特征，斷裂事故發(fā)生后破碎零件上有新裂紋和舊裂紋，新裂紋是破裂時(shí)產(chǎn)生的，舊裂紋是已經(jīng)開(kāi)裂有一段時(shí)間氧化生銹的”老裂紋”， 裂紋的源頭多熟是有氧化生銹的黑色。

有單一裂紋源頭也可能有多個(gè)裂紋源頭，這與構(gòu)件的設(shè)計(jì)和使用狀況有關(guān)，例如：隧道通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)扇軸會(huì)有兩個(gè)源頭，因?yàn)樗谑褂脮r(shí)需要正反兩個(gè)方向交替運(yùn)轉(zhuǎn)，兩個(gè)方向受力所以會(huì)有兩個(gè)裂紋源頭。而單一方向運(yùn)轉(zhuǎn)或者變曲受力的構(gòu)件只有一個(gè)源頭。

有時(shí)候客戶(hù)無(wú)法提供實(shí)物斷口和斷裂圖片，或者他們只是預(yù)防性地抽檢一下設(shè)備，看看是否有疲勞裂，這時(shí)，我們就要看圖紙或者看整體結(jié)構(gòu)了，有些常識(shí)(common sense)需要知道，例如：軸類(lèi)零件的疲勞裂紋多數(shù)出現(xiàn)在軸承的臺(tái)階、退刀槽、鍵銷(xiāo)、油孔等等銳角位置。

可以問(wèn)客戶(hù)他們常見(jiàn)裂紋的位置或者請(qǐng)教設(shè)計(jì)/生產(chǎn)該機(jī)械的工程師，根據(jù)他們提供的資料再進(jìn)一步選擇最適當(dāng)?shù)腘DT方法，從最適合的位置和角度掃查欲檢測(cè)疲勞裂紋源頭。

疲勞裂紋源有什么特征呢? 

請(qǐng)看以下我列出的7類(lèi)特征，如果斷口上出現(xiàn)與這7個(gè)特征吻合的情況，那么也就是說(shuō)找到裂紋源頭的位置了，同時(shí)主裂紋中肯定含有裂紋的源頭。

1.首要條件是一定要使用過(guò)一段時(shí)間的；

2.其斷口有紋路(沙灘紋)；

3.斷口整齊沒(méi)有塑性變形起點(diǎn)光滑晶體組織細(xì)小，最終斷口變粗大；

4.最先開(kāi)裂的位置開(kāi)口最大(通常)；

5.最先開(kāi)裂的位置有銹跡或變黑色，因?yàn)橛幸欢螘r(shí)間氧化，生銹是典型表征；

6.其附近硬度最硬；

7.有規(guī)律出現(xiàn)的位置在應(yīng)力集中點(diǎn)、最脆弱的位置、機(jī)加工的銳角、刀痕、臺(tái)階位、焊縫邊緣、腐蝕凹坑、電弧燒傷、機(jī)械性損傷缺口等。

以下是判別主裂紋方法的示意圖：

（圖2 T型法 A主裂紋；B二次裂紋；O裂源；）

（圖3 分枝法 A主裂紋 ；B、C、D二次裂紋；O裂源；）

（圖4 變型法 A主裂紋 ；B、C 二次裂紋；）

（圖5 氧化法 A主裂紋 B二次裂紋 O裂源）

以下是真實(shí)的典型疲勞裂紋圖片

（圖 6 典型的疲勞斷口）

（圖 7 典型的疲勞斷口）

圖6、7 典型的疲勞斷口--裂紋源頭是在軸承的臺(tái)階位，從外圓周向軸心擴(kuò)展最后在軸心斷裂。我叫它是 “良性腫瘤” 是不會(huì)突然斷裂。

（圖 8 典型的疲勞斷口）

圖8 典型的疲勞斷口 -- 裂紋源頭是在齒輪軸的臺(tái)階圓角位置，從外圓的表面一邊向另一邊形成偏心擴(kuò)展，最后在對(duì)面斷裂。這種偏心的斷裂紋我叫它是“惡性腫瘤”(癌癥)，它可以是快速和突然地?cái)嗔眩亲钗ｋU(xiǎn)的疲勞斷裂。

（圖 9 裂紋源頭在角焊位置）

（圖 10 裂紋源頭在角焊位置）

圖9、10 裂紋源頭在角焊位置--有明顯的生銹痕跡開(kāi)口最大。

（圖11 蝸輪蝸桿裂紋源頭特征）

（圖12 蝸輪蝸桿裂紋源頭特征）

圖11、12 蝸輪蝸桿裂紋源頭特征肯定是在最中間的一齒并且在根部?jī)啥藢?duì)稱(chēng)出現(xiàn)。

（圖13 典型的路軌疲勞裂紋）

（圖14 典型的路軌疲勞裂紋）

圖13、14 典型的路軌疲勞裂紋--源頭是從內(nèi)部向外擴(kuò)展開(kāi)裂，在周期性的應(yīng)力作用下，在路軌內(nèi)出現(xiàn)硬塊就像生長(zhǎng)的“癌癥的腫瘤”一樣

（圖 15 角焊縫裂紋）

（圖 16 角焊縫裂紋）

（圖 17 葉片斷裂）

（圖 18 葉片的源頭在左下角的葉片根部）

當(dāng) 機(jī)械設(shè)備發(fā)生斷裂事故后，請(qǐng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.同一型號(hào)同期使用的設(shè)備是否需要檢測(cè)？

2.同一型號(hào)不同期使用的設(shè)備是否也需要檢測(cè)？

3.同一設(shè)計(jì)不同型號(hào)不同期使用的設(shè)備是否也需要檢測(cè)？

根據(jù)我的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)以上三種情況都需要檢測(cè)，特別是同一設(shè)計(jì)不同型號(hào)的設(shè)備更需要檢測(cè)！

我有個(gè)客戶(hù)有臺(tái)已經(jīng)使用18年的設(shè)備發(fā)生斷裂事故后，與這設(shè)備是同一種設(shè)計(jì)但不同型號(hào)和使用時(shí)間只9年，卻讓我找到一個(gè)即將斷裂的大裂紋，及時(shí)地避免一次重大事故的發(fā)生。

所以考慮疲勞失效檢測(cè)時(shí)小心同一種設(shè)計(jì)時(shí)(通常也是同一廠(chǎng)家的)一定要檢測(cè)。

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