厚壁膨胀节失效案例分析

   某压力容器厂制造带膨胀节的管壳式换热器，在进行水压试验时，膨胀节在波峰处发生开裂失效。膨胀节直径DN3800mm，壁厚16mm，材质Q345R,液压整体冷成型后未进行热处理。

   下面我公司技术人员对失效膨胀节进行检验

（1） 化学成分和力学性能分析

取样进行分析、试验，材料的化学成分和力学性能符合GB713标准的规定

（2） 硬度和厚度测定

    对失效的膨胀节分别用TH140便携式硬度测量仪和_声波测厚仪进行了硬度和厚度的测量。

材料的硬度范围为384~479HL，在波峰处硬度_。

（3） 段口分析

开裂波纹膨胀节断口处未见机械损伤、塑性变形和壁厚减薄现象，呈现宏观脆性开裂特征。

   经过上述几方面的分析，宏康机械工程师们进行了分析和讨论

（1） 失效膨胀节轴向变形率达17.65%，成形减薄达5%。通过力学性能试验和硬度测定，膨胀节存在明显冷作硬化，材料延伸率较低，这是产生开裂的直接原因。

（2） 将失效的膨胀节进行消应热处理（消应处理温度620℃，保温45分钟，炉内缓慢冷却，350℃出炉，消应处理后的硬度367~380HL）。

（3） 膨胀节发生开裂失效与冷成形后强度、硬度明显提高，同时产生较大的内应力密切相关。碳素钢、低合金钢膨胀节由于材料的延伸率（20%左右）低，变形量较大，所以膨胀节厂家应该冷成形后应进行消应热处理，消除内应力，_延性。