維修立柱用液壓油缸外筒

某煤礦立柱用外筒為焊接組合件，外形長度為1588mm，外圓直徑為筍296mm，外筒材料為27SIMn鋼，執行標準為GB/T17396，外筒最終熱處理狀態為調質處理。調質處理后外筒又經歷了兩次焊接工序，缸體上的小方塊為第二次焊接，焊后均未進行熱處理。該批液壓油缸正常工作時內部通乳化液，工作壓力為32MPa，設計壓力為32.6MPa，油缸出廠時經過了50MPa的耐壓試驗均無開裂泄漏現象。同批456個油缸于2010年1月投人礦井使用，2010年5月發生了一起油缸外筒爆裂事故，2010年9月同批油缸發生了第二次爆裂事故，裂紋位置和第一次基本相同，但該次的裂紋要長一些，并且延伸到了缸筒的筒口。為查清該油缸爆裂的事故原因，避免事故再次發生，筆者對第二次爆裂事故中開裂的油缸進行了理化檢驗分析。

從受力情況分析可知，焊后如果熱處理不充分，其殘余應力在焊接區域可達到鋼材的屈服強度。開裂源處的老裂紋主要是由于焊接工藝不當、焊接殘余應力較大所致。一旦產生了焊接裂紋，不但裂紋尖端會產生極大的應力集中，產生極高的應力場強度因子K工川，而且還由于氫具有應力誘導擴散特性，即便材料整體氫含量不高，但在存在應力梯度的條件下，材料中以及環境中的原子氫能富集在裂紋尖端局部區域。

(l)開裂失效的油缸外筒的顯微組織中存在較

多的塊狀鐵素體，且力學性能不符合技術要求，說明其調質熱處理工藝不當。

(2)開裂失效的油缸外筒存在焊接裂紋，說明其焊接工藝不當。

(3)焊縫和母材交界處的焊接裂紋造成該處存在應力集中，在焊接殘余應力和工作應力的聯合作用下產生了氫致延遲脆性爆裂。