上海宝冶工程技术有限公司
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失效分析与质量评估
失效分析与质量评估是一门新兴发展中的学科，它涉及广泛的学科X域和技术门类，在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义，为此，近几年成为公司的重点发展方向之一，并不断的给予失效分析人员提供X的培训与学习机会以及同大型的检测机构、科研院所的交流合作机会，通过学习交流及合作使我们的失效分析水平有了质的提升，做了很多成功的案例，同时我们的失效分析水平也跻身国内同行业的前列。
在工作业绩方面，我们长期为宝钢、攀钢、武钢、马钢等大型钢铁企业机械设备的安全运行保驾护航，同时为市政、港口、电力、铁路、能源、环保等行业提供技术支持和失效分析服务，先后为卢浦大桥、田湾X站、上海磁悬浮列车、X体育馆（鸟巢）、央视大楼、天然气西气东输、美国旧金山大桥辅桥钢结构、上海光源、杭州湾跨海大桥、中石油新疆X山子1000万吨炼油100万吨乙烯、2010上海世博会、京沪城际高铁等重大工程项目提供过X质的技术服务。
目前，宝冶工程技术有限公司已组成一支高素质、高水平的失效分析团队，团队成员共有10人，其中工程师X别4名，高X工程师2名，教授X高工3名，中冶集团X席技师1名，分别来自金属材料、热处理、焊接、材料加工与成型、机械设计、材料力学、无损检测等不同的X。该团队近年来已完成失效分析任务百余项，发表相关论文几十篇，并先后与同济大学、华东理工大学、上海大学、北京科技大学、重庆大学合作，进行新技术研究与应用，完成了多项X财政部资助、宝钢委托等技术开发课题项目，取得了多项科技成果，获得多项科技奖项。
业务范围
序号 | 检测范围 |
1 | 金属材料和产品的失效分析与研究 |
2 | 既有建筑钢结构的安全性评估 |
3 | 金属材料与产品质量的分析与鉴定 |
4 | 金属材料相关的安全评估 |
5 | 企业金属产品的制造工艺改进和技术支持 |
6 | 新产品的技术实现和持续技术改进 |
7 | 大型设备在线无损检测及运行安全性评估 |
（1）丰帆17#轮缸套开裂分析
缸套的化学成分，室温常规力学性能符合材料HT300牌号的要求。缸套开裂的机制是一次性大应力断裂。这是由于严重拉缸表面产生的摩擦热达到材料的奥氏体化温度，并在随后的冷却过程中γ奥氏体→α＇马氏体转变的结果；这种异常的马氏体脆性组织在缸套工作应力作用下容易产生裂纹源。理论计算缸套内壁环向应力为91.84N/mm2 (MPa)＞外壁环向应力为76.6 N/mm2(MPa)＞缸套工作(750℃)温度的60MPa。因此缸套产生纵向裂纹是必然的，而且裂纹的扩展方向一定是由内壁指向外壁。
图1.缸套外观实物照 图2.缸套剖面由内向外的贯通裂纹
图3.缸套裂纹SEM形貌 图4.变质层组织 图5.变质层马氏体组织及裂纹图
（2）12PA6柴油机连杆件断裂分析
连杆的开裂机制是多源大应力弯曲疲劳断裂。连杆的疲劳极限σ-1 =0.4×935＝374MPa；裂源处的油孔应力值225MPa；因此连杆在交变的弯曲应力≥119MPa时必然会产生疲劳断裂。
图1.断裂连杆实物照 图2.连杆断口实物照 图3.断口疲劳辉纹
图4.连杆高倍组织 图5.连杆有限元计算应力分布 图6.有限元计算断口油孔部位应力分布
（3）海上钻井平台高压油缸试压过程中缸体开裂失效原因分析；
1、外缸筒与缸底盖焊缝根部存在气孔缺欠，且焊缝、热影响区存在马氏体组织，增加材料脆性，在油压试验时，引起局部应力集中而开裂。
2、外缸筒材质中存在较高含量非金属夹杂物及局部马氏体组织，加速了外缸筒开裂。
图1 钻井平台 图2 油缸外观形貌 图3 断口形貌
图4 抛光态下缺陷形貌 图5断口微观组织 图6 缺陷组织 图7微观断口
（4）风电主轴断裂失效分析；
主轴断裂的原因是：前轴承室内的主轴表面存在机械损伤及裂纹，在交变应力作用下，裂纹以疲劳破坏的机制进行扩展，当主轴残存的X截面强度低于主轴的工作应力时便发生主轴彻底断裂。
图1 风机示意图 图2 轴向损伤裂纹
图3 主轴断裂形貌 图4 断口附近夹杂物 图5 疲劳辉纹
（5）青草沙水源地原水南汇支线工程变形管道质量综合评定；
析手段：变形管道测量、残余应力测试、现场金相覆膜、现场硬度测试、化学成分及无损检测等
图1 工作井入口 图2 管道变形形貌 图3 局部变形形貌
图4爆破曲线 图7 残余应力测试部位 图8 残余应力曲线图
图9 硬度测试曲线图 图10 变形部位复膜金相组织
（6）某家电生产企业委托对其产品表面锈蚀及变色原因进行分析并提供解决方案；
解决方案：提高电加热钢杯体内壁及底部表面质量，同时对内壁进行钝化处理
图1 电加热杯 图2 内壁发蓝形貌
图3 从表面到内部元素变化曲线 图4 能谱分析 图5XPS谱图
（7）上海某星X酒店热水供应系统紫铜管道爆管失效分析与评估；
焊接过程中，焊缝附近晶粒粗化，强度降低，在铜管运行过程中，管道在自身重力以及液体的作用下发生鼓包变形，同时在腐蚀性介质的促进下，铜管管壁进一步减薄变形，当管道运行压力大于剩余管壁的强度时即发生铜管的爆裂失效。
图1 现场管道 图2 裂口形貌
图3 铜管显微组织 图4 腐蚀部位能谱分析
（8）某公司真空设备扩散泵水夹套泄漏原因分析及解决方案制定；
分析结论：水夹套冷却水中含有腐蚀性的硫离子，易在水夹套根部焊缝部位沉淀、聚集及浓缩，在焊缝多重焊接残余应力及材料自身应力的综合作用下，于焊缝根部形成应力集中并萌生裂纹，X终导致水夹套壳、方钢、泵体的多个部位形成应力腐蚀开裂。
图1 扩散泵 图2 泄露部位打开后形貌 图3 裂纹形貌
图4 裂源扫描分析 图5 腐蚀产物分析 图6 XRD分析
（9）刮胶辊失效分析
检测手段：宏观分析、显微硬度分析、显微组织分析、能谱分析等
结论：1、该粘结胶中含有较高含量的S、Cl元素腐蚀了刮胶辊镀铬层表面； 2、机器运行过程中，刮刀和镀铬层的摩擦破坏了镀层表面氧化膜，加速了S、Cl元素对镀铬层的腐蚀速率； 3、镀铬层微观上存在的裂纹及孔洞加速基体在碱性环境下的吸氧腐蚀，降低了镀铬层和基体的结合力；
图1 失效刮胶辊表面形貌 图2 镀层缺陷
图3 表面形貌 图4能谱分析
（10）ZL108气缸开裂失效分析
分析手段：宏观分析、力学性能、金相分析、显微硬度、SEM分析等
结论：ZL108气缸开裂的原因是由于材料未经变质处理及存在疏松等缺陷导致力学性能下降，加之机加工刀痕的应力集中效应，故导致气缸开裂。
图1 断裂气缸形貌 图2 加工刀痕
图3 疏松特征 图4 微观组织及缺陷 图5 扫描电镜分析
