[發(fā)明專利]一種不損壞斷口的金屬工件裂紋打開方法

在審

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• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113155560A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 唐麗英;何曉東;王博涵;劉雪峰;李季;李江;周榮燦;楊分
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發(fā)明公開了一種不損壞斷口的金屬工件裂紋打開方法，屬于材料失效分析技術領域，包括：1)將含裂紋工件切割成包含裂紋的塊狀，塊體端面到裂紋尖端保持設定距離；2)在具有壓縮功能的試驗機上安裝可使含裂紋塊體三點受力的夾具；3)將含裂紋塊體放置在試驗機上下夾具中間；4)使試驗機上夾具向下移動至與含裂紋塊體三點接觸；5)使試驗機上夾具緩慢向下移動，對含裂紋塊體施加應力使裂紋張開。本發(fā)明采用具有壓縮功能的試驗機，利用三點彎曲原理將工件裂紋無損的打開，打開過程中不破壞斷口，確保失效分析結果可靠，對工件尺寸和形狀要求低，可用于異形以及大尺寸工件，與人工敲擊相比，省時省力，操作安全，無工件斷裂后飛出傷人的風險。

技術領域

本發(fā)明屬于材料失效分析技術領域，具體涉及一種不損壞斷口的金屬工件裂紋打開方法。

背景技術

金屬工件開裂/斷裂是部件失效的最常見形式，在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生且常常造成嚴重后果，為了徹底解決問題，防止同類事故再次發(fā)生，一般需要對工件開裂原因進行分析，對斷口表面微觀形貌觀察可分析開裂性質(zhì)是確定工件失效原因的重要步驟，可根據(jù)斷口形貌確定材料是否有宏觀及微觀缺陷，裂紋源區(qū)以及走向、斷口性質(zhì)等，在失效分析中的作用不可替代。

但是重要部件的定期檢驗往往能夠在部件尚未斷裂甚至裂紋未貫穿前及時發(fā)現(xiàn)，大大減小可能發(fā)生的損失，在這種情況下，在不損壞斷口表面的情況下打開裂紋非常重要。

CN108857302A提出了一種比較常見的金屬工件裂紋打開方法，通過將金屬工件切割后固定在臺虎鉗上，人工敲打使裂紋張開，受到臺虎鉗夾持方式限制，這種方式僅能用于外形規(guī)則、裂紋走向較為平直的工件；受人工的力量限制，工件的總尺寸以及工件上尚未開裂的區(qū)域尺寸都不能太大。此外，這種方法還存在工件打斷時飛出易傷人的風險。

CN109759810A公開了一種金屬工件裂紋打開裝置及打開方法，在工件裂紋兩端設置銷軸，利用楔形部件對銷軸的作用力將裂紋打開，這種方法對工件上打孔，安裝銷軸，且往往需要安裝多對銷軸，操作復雜，對工件造成損壞，同時在工件內(nèi)部裂紋走向不清楚的情況下打孔，可能會損壞斷口。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提供了一種不損壞斷口的金屬工件裂紋打開方法。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

一種不損壞斷口的金屬工件裂紋打開方法，包括以下步驟：

1)將含裂紋工件切割成包含裂紋的塊狀，塊體端面到裂紋尖端保持設定距離；

2)在具有壓縮功能的試驗機上安裝可使含裂紋塊體三點受力的夾具；

3)將含裂紋塊體放置在試驗機上下夾具中間；

4)使試驗機上夾具向下移動至與含裂紋塊體三點接觸；

5)使試驗機上夾具緩慢向下移動，對含裂紋塊體施加應力使裂紋張開。

本發(fā)明進一步的改進在于，還包括步驟：

6)裂紋打開后取下進行觀察和分析。

本發(fā)明進一步的改進在于，所述第5步對含裂紋塊體施加應力使裂紋張開過程中，采用交替加大應力和減小應力。

本發(fā)明進一步的改進在于，對于規(guī)則形狀的含裂紋塊體，采用三點彎曲夾具。

本發(fā)明進一步的改進在于，對于不規(guī)則的含裂紋塊體，采用壓扁夾具或三點彎曲夾具。

本發(fā)明進一步的改進在于，施加應力過程中，裂紋最長的表面處于兩個受力點中間，裂紋走向與兩個受力點連線垂直，裂紋根部附近表面為第三個受力點。

本發(fā)明進一步的改進在于，所述裂紋尖端到塊體表面最小距離在0.5～20mm范圍內(nèi)。