電力聯(lián)結金具失效分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電力聯(lián)結金具失效分析方法，包括步驟有：(1)對失效的金具進行現(xiàn)場環(huán)境、工作狀態(tài)及有關信息展開調(diào)查并記錄；(2)收集與失效金具有關的背景資料；(3)對失效金具進行分析試驗，找出失效金具損壞的原因；(4)分析試驗結果，得出最終失效結論。通過本發(fā)明方法對金具失效過程的分析研究，不但可以弄清金具失效的本質(zhì)、產(chǎn)生的原因及提出預防的措施，而且有助于查找技術管理方面的薄弱環(huán)節(jié)，通過確定失效的原因，可完善材料性能、改進設計、選型、安裝工藝、檢修、檢查、監(jiān)督等各方面工作，提高金具的質(zhì)量。
【專利說明】電力聯(lián)結金具失效分析方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明電力系統(tǒng)金具分析【技術領域】，尤其是一種電力聯(lián)結金具失效分析方法。

【背景技術】
[0002]電力金具是連接和組合電力系統(tǒng)中各類裝置、傳遞機械、電氣負荷及起某種防護作用的金屬附件，在輸變電工程中起著重要的作用。產(chǎn)品質(zhì)量不僅關系到電網(wǎng)安全運行，還關系到人身財產(chǎn)安全。
[0003]金具種類繁多，用途各異，例如，安裝導線用的各種線夾，組成絕緣子串的各種掛環(huán)，連接導線的各種壓接管、補修管，分裂導線上的各種類型的間隔棒等，此外還有桿塔用的各類拉線金具，以及用作保護導線的金具，須互相配合。大部分金具在運行中需要承受較大的拉力，有的還要同時保證電氣方面接觸良好，它關系著導線或桿塔的安全，即使一只損壞，也可能造成線路故障。因此，金具的質(zhì)量、正確使用和安裝，對線路的安全送電有一定影響。
[0004]金具失效嚴重危及電網(wǎng)和人們的用電安全，開展對金具失效過程的分析研究，以求弄清金具失效的本質(zhì)、產(chǎn)生的原因及提出預防的措施，而且有助于查找技術管理方面的薄弱環(huán)節(jié)。金具損壞后的失效分析是極重要的工作，確定失效的原因可完善材料性能、改進設計、選型、安裝工藝、檢修、檢查、監(jiān)督等各方面工作，提高金具的質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種電力聯(lián)結金具失效分析方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的:
[0007]—種電力聯(lián)結金具失效分析方法，包括步驟如下:
[0008](I)對失效的金具進行現(xiàn)場環(huán)境、工作狀態(tài)及有關信息展開調(diào)查并記錄；
[0009](2)收集與失效金具有關的背景資料；
[0010](3)對失效金具進行分析試驗，找出失效金具損壞的原因；具體包括步驟有:
[0011]①宏觀檢驗:對失效金具進行全面觀察，包括肉眼觀察、低倍率的放大或體視顯微鏡宏觀檢查，獲得失效件立體形狀、顏色、光澤、粗糙度的變化、腐蝕狀況、斷裂順序、裂紋源及裂紋擴展方向；
[0012]②尺寸測量:檢查金具的結構、幾何尺寸是否滿足國標或圖紙的要求，測量其變形量;
[0013]③無損檢測:采用物理方法，在不改變材料或構件的性能和形狀的條件下，迅速而可靠地確定金具表面或內(nèi)部裂紋和其他缺陷的大小；
[0014]④成分分析:對損壞金具斷口表面進行分析，以確定晶界微區(qū)的化學成分與失效的關系;
[0015]⑤力學性能測試:其中包括金屬的強度、塑性、韌性、硬度、斷裂韌性測試；
[0016]⑥金相檢驗:檢測金具材料表面和心部的金相組織及缺陷，分析金屬的顯微組織是否正常，是否存在晶粒粗大、脫碳、過熱、偏析缺陷，找出夾雜物的類型、大小、數(shù)量和分布，查尋晶界上有無析出物、裂紋的數(shù)量、分布及其附近組織有無異常，查尋是否存在氧化或腐蝕產(chǎn)物；
[0017]⑦損壞金相斷口分析；進一步確定主斷口，判斷主斷口的性質(zhì)，尋找裂紋源，為其它分析做好準備；
[0018]⑧損壞金具裂紋分析；確定裂紋的位置及裂紋產(chǎn)生的原因，裂紋分析的具體步驟包括:1裂紋的宏觀檢查；11裂紋的微觀檢查；ΙΠ主裂紋的判別；IV裂紋的走向分析；
[0019]⑨電鏡及能譜分析；用以分析金具的精細組織形態(tài)、第二相因素與斷裂的關系；
[0020]⑩應力分析、斷裂力學分析及專項試驗；
[0021]其中，應力分析為金具的材料是否有足夠的抵抗外力破壞的能力分析；
[0022]其中，斷裂力學分析斷是根據(jù)斷裂力學原理對部件的斷裂原因進行定量的計算和解釋；
[0023]其中，專項試驗對失效過程的局部或全過程進行模擬試驗；
[0024](4)分析試驗結果，得出最終失效結論；綜合評定分析結果，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)、背景材料及各項試驗結果做綜合分析，確定失效的過程和原因，得出分析結論，出具最終失效結論?艮告。
[0025]而且，所述步驟(I)中的調(diào)查記錄具體包括:
[0026]①對失效金具及碎片的名稱、尺寸大小、形狀和方位進行調(diào)查并記錄；
[0027]②對失效金具周圍散落的斷件、氧化皮及一切可疑的雜物和痕跡進行調(diào)查并記錄;
[0028]③對失效金具和碎片的變形、裂紋、斷口、腐蝕、磨損的外觀、位置和始點，表面的材料特征進行調(diào)查并記錄；
[0029]④對失效金具的結構和制造特征進行調(diào)查并記錄；
[0030]⑤對失效金具環(huán)境條件、周圍景物、環(huán)境溫度、濕度、大氣、水質(zhì)進行調(diào)查并記錄；
[0031]⑥讓失效金具相關人員及佐證人介紹事故發(fā)生時的情況。
[0032]而且，所述步驟(2)的背景資料具體包括:
[0033]①失效金具的類型、制造廠名、制造日期、出廠批號、安裝地點、投入使用日期、維修、檢查及更換記錄；
[0034]②該金具的設計規(guī)格、材料檢驗記錄、制造工藝、質(zhì)量控制、驗收、質(zhì)量保證及其技術文件；
[0035]③與失效金具有關的標準、法規(guī)及其它參考文獻；
[0036]④收集同類或相似金具過去曾發(fā)生過的失效情況。
[0037]而且，所述步驟(3)中⑧損壞金具裂紋分析的III主裂紋的判別方法包括:Τ形法、分枝法、變形法及氧化法。
[0038]而且，所述步驟(3)中⑩的專項試驗包括:對應力腐蝕開裂的失效構件進行SCC敏感試驗，對特定材料在特定狀態(tài)下進行裂紋擴展速率測定。
[0039]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0040]1、通過本發(fā)明方法對金具失效過程的分析研究，不但可以弄清金具失效的本質(zhì)、產(chǎn)生的原因及提出預防的措施，而且有助于查找技術管理方面的薄弱環(huán)節(jié)。
[0041]2、利用本發(fā)明方法對金具損壞后的失效分析后，通過確定失效的原因，可完善材料性能、改進設計、選型、安裝工藝、檢修、檢查、監(jiān)督等各方面工作，提高金具的質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1是本發(fā)明方法中主裂紋判別的T形法示意圖；
[0043]圖2是本發(fā)明方法中主裂紋判別的分枝法示意圖；
[0044]圖3是本發(fā)明方法中主裂紋判別的變形法示意圖；
[0045]圖4是本發(fā)明方法中主裂紋判別的氧化法示意圖。

【具體實施方式】
[0046]以下結合附圖對本發(fā)明實施做進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。
[0047]一種電力聯(lián)結金具失效分析方法，該方法包括步驟如下:
[0048](I)對失效的金具進行現(xiàn)場環(huán)境、工作狀態(tài)和有關信息展開調(diào)查并記錄，調(diào)查記錄包括以下具體方面:
[0049]①對失效金具及碎片的名稱、尺寸大小、形狀和方位進行調(diào)查并記錄；
[0050]②對失效金具周圍散落的斷件、氧化皮及一切可疑的雜物和痕跡進行調(diào)查并記錄;
[0051]③對失效金具和碎片的變形、裂紋、斷口、腐蝕、磨損的外觀、位置和始點，表面的材料特征進行調(diào)查并記錄；
[0052]④對失效金具的結構和制造特征進行調(diào)查并記錄；
[0053]⑤對失效金具環(huán)境條件、周圍景物、環(huán)境溫度、濕度、大氣、水質(zhì)進行調(diào)查并記錄；
[0054]⑥讓失效金具相關人員及佐證人介紹事故發(fā)生時的情況；
[0055](2)收集與失效金具有關的背景資料，所應收集的背景材料具體包括但不限于:
[0056]①失效金具的類型、制造廠名、制造日期、出廠批號、安裝地點、投入使用日期、維修、檢查及更換記錄；
[0057]②該金具的設計規(guī)格、材料檢驗記錄、制造工藝、質(zhì)量控制、驗收、質(zhì)量保證及其技術文件；
[0058]③與失效金具有關的標準、法規(guī)及其它參考文獻；
[0059]④收集同類或相似金具過去曾發(fā)生過的失效情況；
[0060](3)對失效金具進行分析試驗，找出失效金具損壞的原因；具體包括步驟有:
[0061]①宏觀檢驗:對失效金具進行全面觀察，包括肉眼觀察、低倍率的放大或體視顯微鏡宏觀檢查，獲得失效件立體形狀，顏色、光澤、粗糙度的變化、腐蝕狀況、斷裂順序、裂紋源及裂紋擴展方向；
[0062]②尺寸測量:檢查金具的結構、幾何尺寸是否滿足國標或圖紙的要求，測量其變形量，若金具有鍍鋅層，還應檢查鍍鋅層的厚度和質(zhì)量；
[0063]③無損檢測:采用物理方法，在不改變材料或構件的性能和形狀的條件下，迅速而可靠地確定金具表面或內(nèi)部裂紋和其他缺陷的大小、數(shù)量和位置，無損檢驗應在破壞性試驗之前進行，主要包括射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測、渦流檢測，金具內(nèi)部缺陷則多用射線檢測、超聲檢測，金具表面裂紋及缺陷常用滲透檢測、磁粉檢測及渦流檢測；
[0064]④成分分析:成分分析的常用方法有原子發(fā)射光譜分析法和化學分析法，此外，可用于微區(qū)和微量物質(zhì)的元素分析方法還有掃描電鏡、電子探針、離子探針、俄歇能譜儀，對斷口表面進行分析，以確定晶界等微區(qū)的化學成分與失效的關系；
[0065]對金具材料牌號進行的驗證性分析，或需要對腐蝕產(chǎn)物進行分析，以確定腐蝕的性質(zhì)、原因、發(fā)展速率，以及金具使用安全的影響；
[0066]⑤力學性能測試:力學性能是指金屬材料在外力作用下，所表現(xiàn)出來的抵抗變形和破壞的能力以及接受變形的能力，也稱為機械性能，金具能否安全運行，在很大程度上取決于金屬材料的力學性能，力學性能試驗測定金具的實際力學性能是否符合設計要求；
[0067]金屬在常溫時的力學性能指標有強度、塑性、韌性、硬度、斷裂韌性，這些性能指標均是通過一定的試驗方法測試出來的，包括拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗、硬度試驗、壓扁試驗，因此力學性能測試包括但不限于:拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗、硬度試驗、壓扁試驗;
[0068]⑥金相檢驗:檢測金具材料表面和心部的金相組織及缺陷，分析金屬的顯微組織是否正常，是否存在晶粒粗大、脫碳、過熱、偏析缺陷，夾雜物的類型、大小、數(shù)量和分布，晶界上有無析出物，裂紋的數(shù)量、分布及其附近組織有無異常，是否存在氧化或腐蝕產(chǎn)物，進行金相檢驗的具體條件為:
[0069]I根據(jù)微觀組織判斷不明材料類別的情況；
[0070]II檢驗材料質(zhì)量、熱處理狀態(tài)和熱處理效果情況；
[0071]III檢測材料中的晶間裂紋、疏松、過燒微觀缺陷情況；
[0072]IV腐蝕環(huán)境下產(chǎn)生的晶間腐蝕或應力腐蝕類型的裂紋情況；
[0073]⑦損壞金相斷口分析；
[0074]斷口分析是指對失效件的斷裂表面及其外觀形貌所做的分析，宏觀斷口分析用肉眼或借助放大倍數(shù)約10倍的放大鏡進行觀察，通過宏觀斷口分析，進一步確定主斷口，判斷主斷口的性質(zhì)，尋找裂紋源，為其它分析做好準備；檢查斷口表面是關鍵的一步，通常最好把破壞的構件切割成便于掌握的試片，也可以制備一個復制品來再現(xiàn)斷口表面的結構并在此復制品上進行觀察，這是非常有用的，并且可能是必須的，因為它是無損性的，
[0075]I斷口分析的依據(jù)；
[0076]A.根據(jù)斷口的顏色與光澤進行分析；觀察斷口表面光澤與顏色時，主要觀察有無氧化色、有無腐蝕的痕跡、有無夾雜物的特殊色彩與其他顏色，根據(jù)疲勞斷口的光亮程度可以判斷疲勞源的位置，如果不是腐蝕疲勞，則源區(qū)應是光滑的；
[0077]B.根據(jù)斷口上的花紋進行分析；不同的斷裂類型，在斷口上留下不同形貌的花紋，這些花紋是豐富多彩的，很多與自然景觀相似，并以其命名，疲勞斷裂斷口宏觀上有時可見沙灘條紋，微觀上有疲勞輝紋，脆性斷裂有解理特征，斷口宏觀上有閃閃發(fā)光的小刻面或人字、山流條紋，而微觀上有河流條紋、舌狀花樣，韌性斷裂宏觀有纖維狀斷口，微觀上則多有韌窩或蛇行花樣；
[0078]C.根據(jù)斷口上的粗糙度進行分析；斷口的表面實際上由許多微小的小斷面構成，其大小、高度差決定著斷口的粗糙度，不同材料、不同斷裂方式，其斷口粗糙度也不同，一般來說，屬于剪切型的韌性斷裂的剪切唇比較光滑，而正斷型的纖維區(qū)則較粗糙，屬于脆性斷裂的解理局裂形成的結晶狀斷口較粗糙，而準解理斷裂形成的瓷狀斷口則較光滑，疲勞斷口的粗糙度與裂紋擴展速度成正比，擴展速度越快，斷口越粗糙；
[0079]D.根據(jù)斷口與最大正應力的交角進行分析；不同的應力狀態(tài)，不同的材料及外界環(huán)境，斷口與最大正應力的交角是不同的，韌性材料的拉伸斷口往往呈杯錐狀或呈45°切斷的外形，它的塑性變形是以縮頸的方式表現(xiàn)出來，即斷口與拉伸軸向最大正應力交角是45°，脆性材料的拉伸斷口一般與最大拉伸正應力垂直，斷口表面平齊，斷口邊緣通常沒有剪切“唇口”，斷口附近沒有縮頸現(xiàn)象，韌性材料的扭轉斷口呈切斷型，斷口與扭轉正應力交角也是45°，脆性材料的扭轉斷口呈麻花狀，在純扭矩的作用下，沿與最大主應力垂直的方向分離；
[0080]斷口上的冶金缺陷夾雜、分層、晶粒粗大、白點、白斑、氧化膜、疏松、氣孔、撕裂，?？稍谑Ъ嗫谏辖?jīng)宏觀或微觀觀察而發(fā)現(xiàn)；
[0081]II斷口的宏觀觀察與微觀觀察；
[0082]斷口的宏觀觀察是指用肉眼、放大鏡、低倍率的光學顯微鏡(體視顯微鏡)或掃描電子顯微鏡米觀察斷口的表面形貌，這是斷口分析的第一步和基礎，通過宏觀觀察收集了斷口上的宏觀信息，則可初步確定斷裂的性質(zhì)(脆性斷裂、韌性斷裂、疲勞斷裂、應力腐蝕斷裂等)，可以分析裂源的位置和裂紋擴展方向，可以判斷冶金質(zhì)量和熱處理質(zhì)量等，觀察時先用肉眼和低倍率放大鏡觀察斷口各區(qū)的概貌和相互關系，然后選擇細節(jié)、加大倍率觀察微細結構，宏觀觀察時，盡可能拍照記錄；
[0083]斷口的微觀觀察是用顯微鏡對斷口進行高放大倍率的觀察，用金相顯微鏡及掃描電鏡的為多。斷口微觀觀察包括斷口表面的直接觀察及斷口剖面的觀察。通過微觀觀察進一步核實宏觀觀察收集的信息，確定斷裂的性質(zhì)、裂源的位置及裂紋走向、擴展速度，找出斷裂原因及機理等。
[0084]剖面觀察，截取剖面要求有一定的方向，通常是用與斷口表面垂直的平面來截取(截取時注意保護斷口表面不受任何損傷)，剖面觀察可觀察二次裂紋尖端塑性區(qū)的形態(tài)、顯微硬度變化、合金元素有無變化情況等，應用剖面技術，可幫助分析研究斷裂原因和機理之間的關系。
[0085]⑧損壞金具裂紋分析；
[0086]裂紋是一種不完全斷裂的缺陷，裂紋的存在不僅破壞了金屬的連續(xù)性，而且裂紋尖端大多很尖銳，引起應力集中，促使構件在低應力下提前破斷，裂紋分析的目的是確定裂紋的位置及裂紋產(chǎn)生的原因，裂紋分析的具體步驟包括:
[0087]I裂紋的宏觀檢查，裂紋的宏觀檢查的主要目的是確定檢查對象是否存在裂紋，裂紋的宏觀檢查，除通過肉眼進行直接外觀檢查和采取簡易的敲擊測音法外，通常采用無損探傷法，如射線、超聲波、磁粉、滲透等探傷法檢測裂紋；
[0088]II裂紋的微觀檢查，為進一步確定裂紋的性質(zhì)和產(chǎn)生的原因，對裂紋需進行微觀分析，即光學金相分析和電子金相分析，裂紋的微觀檢查主要內(nèi)容包括；
[0089]A.裂紋形態(tài)特征，其分布是穿晶的，還是沿晶的，主裂紋附近有無微裂紋和分支；
[0090]B.裂紋處及附近的晶粒度有無顯著粗大或細化或大小極不均勻的現(xiàn)象，晶粒是否變形，裂紋與晶粒變形的方向相平行或相垂直；
[0091]C.裂紋附近是否存在碳化物或非金屬夾雜物，它們的形態(tài)、大小數(shù)量及分布情況如何，裂紋源是否產(chǎn)生于碳化物或非金屬夾雜物周圍，裂紋擴展與夾雜物之間有無聯(lián)系；
[0092]D.裂紋兩側是否存在氧化和脫碳現(xiàn)象，有無氧化物和脫碳組織；
[0093]E.產(chǎn)生裂紋的表面是否存在加工硬化層或回火層；
[0094]F.裂紋萌生處及擴展路徑周圍是否有過熱組織、魏氏組織、帶狀組織以及其他形式的組織缺陷；
[0095]III主裂紋的判別；在主裂紋產(chǎn)生的過程中，往往產(chǎn)生有支裂紋和微裂紋，稱二次裂紋，主裂紋與二次裂紋的萌生與擴展機理是相同的，并具有相似的擴展與形貌特征，找出主裂紋并進行分析容易判別產(chǎn)生的原因，如主裂紋受到損壞，則以二次裂紋的走向及形貌特征獲得有限的斷裂信息進行分析；一般有四種主裂紋的判別方法:τ形法、分枝法、變形法與氧化法；
[0096]A.T形法是將散落的碎片按相匹配的斷口合并在一起，如圖1所示，其裂紋形成T形，在一般情況下橫貫裂紋A為首先開裂的，A裂紋阻止B裂紋擴展或者B裂紋的擴展受到A裂紋的阻止時，A裂紋為主裂紋，B裂紋為二次裂紋；
[0097]B.分枝法是將散落碎片按相匹配斷口合并，其裂紋形成樹枝形，如圖2所示，在斷裂失效中，往往在出現(xiàn)一個裂紋后，產(chǎn)生很多的分叉或分校裂紋，裂紋的分叉或分校方向通常為裂紋的局部擴展方向，其相反方向指向裂源，即分枝裂紋為二次裂紋，匯合裂紋為主裂紋；
[0098]C.變形法是將散落碎片按相匹配斷口合并起來，構成原來構件的幾何外形，如圖3所示，測量其兒何形狀的變化情況，變形量較大的部位為主裂紋，其他部位為二次裂紋；
[0099]D.氧化法是在受環(huán)境因素影響較大的斷裂失效中，檢驗斷口各個部位的氧化程度，如圖4所示，其中氧化程度最嚴重者為最先斷裂者即主裂紋所形成的斷口，因為氧化嚴重者說明斷裂的時間較長，而氧化輕者或未被氧化者為最后斷裂所形成的斷口 ；
[0100]IV裂紋的走向分析；宏觀上看，金屬材料裂紋的走向是按應力和強度兩個原則進行的，走向分析的具體內(nèi)容包括:
[0101]Α.應力原則，金屬在脆性斷裂、疲勞斷裂、應力腐蝕斷裂時，裂紋的擴展方向一般都垂直于主應力的方向，當韌性金屬承受扭轉載荷或金屬在平面應力的情況下，其裂紋的擴展方向一般平行于切應力的方向，如韌性材料切斷斷口 ；
[0102]B.強度原則，有時雖然按應力原則對裂紋在該萬向上的擴展是不利的，但是裂紋仍然沿著此方向發(fā)展，這是因為裂紋擴展方向不僅按照應力的原則進行，而且還應按材料強度原則進行的緣故，強度原則即指裂紋總是傾向沿著最小阻力路線，即材料的薄弱環(huán)節(jié)或缺陷處擴展的情況，有時按應力原則擴展的裂紋，途中突然發(fā)生轉折，顯然這種轉折的原因是由于材料內(nèi)部的缺陷，在這種情況下，在轉折處常常能夠找到缺陷的痕跡或者證據(jù)；
[0103]從微觀來看，裂紋的擴展方向可能是沿晶界的，也可能是穿晶或者是混合的。裂紋擴展方向到底是沿品的還是穿晶的，取決于在某種具體條件下，晶內(nèi)強度和晶界強度的相對比值；
[0104]在一般的情況下，應力腐蝕裂紋、回火脆性、磨削裂紋、焊接熱裂紋，疲勞裂紋、過燒引起的鍛造裂紋、鑄造熱裂紋、熱脆等晶界是薄弱環(huán)節(jié)，因此它們的裂紋是沿晶界擴展的；而疲勞裂紋、解理斷裂裂紋、淬火裂紋(由于冷速過大、零件截面突變等原因引起的淬火裂紋)，焊接裂紋及其他韌性斷裂的情況下，晶界強度一般大于晶內(nèi)強度，因此它們的裂紋是穿晶的，這時裂紋遇到亞晶界、晶界、硬質(zhì)點或其他組織和性能的不均勻區(qū)時，往往會改變擴展方向。因此認為晶界能夠阻礙疲勞裂紋的擴展，這就是常常用細化晶粒的方法來提高金屬材料的疲勞壽命的原因之一；
[0105]⑨電鏡及能譜分析；透射電子顯微鏡分析用以分析金具的精細組織形態(tài)、第二相等因素與斷裂的關系，透射電鏡一種新型的電子光學儀器，它具有制樣簡單、放大倍數(shù)可調(diào)范圍寬、圖像的分辨率高、景深大等特點，透射電鏡放大倍數(shù)的可變范圍很寬，且不用經(jīng)常對焦，掃描電鏡的放大倍數(shù)范圍很寬(從5到20萬倍連續(xù)可調(diào))，且一次聚焦好后即可從高倍到低倍、從低倍到高倍連續(xù)觀察，不用重新聚焦，這對進行事故分析特別方便；
[0106]X射線光電子能譜分析是用X射線去輻射樣品，使原子或分子的內(nèi)層電子或價電子受激發(fā)射出來，被光子激發(fā)出來的電子稱為光電子，可做出光電子能譜圖，從而獲得待測物組成，主要實現(xiàn)對表面元素的定性分析，環(huán)境介質(zhì)及反應物、生成物、痕跡物等的化學成分的分析；
[0107]⑩應力分析、斷裂力學分析及專項試驗；
[0108]I應力分析，在大多數(shù)情況下，分析金具失效要考慮其存在的應力狀態(tài)與應力水平，金具的材料是否有足夠的抵抗外力破壞的能力，這不僅與金具的承載能力有密切關系，而且與應力狀態(tài)相關，應力分析包括應力測定、殘余應力測定、強度核算；
[0109]II斷裂力學分析，斷裂力學分析是根據(jù)斷裂力學原理對部件的斷裂原因進行定量的計算和解釋，對實驗得出的各種結果，要進行最后的綜合分析，理論應力和斷裂力學分析是綜合分析的重要內(nèi)容，經(jīng)過綜合分析，確定診斷對象的狀態(tài)、失效的類型和模式、大體過程和基本原因、決定性因素及失效機理等；
[0110]如果發(fā)現(xiàn)實驗室提供的證據(jù)不充分，甚至與原判斷矛盾，就要重新調(diào)查，重新進行試驗，直到取得正確結論為止，對于重大的失效分析，還要進行模擬試驗，以證實分析結果是否正確；
[0111]III專項試驗，在失效分析中，為了給失效分析提供更有力的支持，往往需要對關鍵的機理解釋進行專項試驗，或對失效過程的局部或全過程進行模擬試驗，如對應力腐蝕開裂的失效構件進行SCC敏感試驗，對特定材料在特定狀態(tài)下進行裂紋擴展速率測定；
[0112](4)分析試驗結果，得出最終失效結論；
[0113]綜合評定分析結果，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)、背景材料及各項試驗結果做綜合分析，確定失效的過程和原因，得出分析結論，出具最終失效結論報告。
【權利要求】
1.一種電力聯(lián)結金具失效分析方法，其特征在于包括步驟如下: (1)對失效的金具進行現(xiàn)場環(huán)境、工作狀態(tài)及有關信息展開調(diào)查并記錄； (2)收集與失效金具有關的背景資料； (3)對失效金具進行分析試驗，找出失效金具損壞的原因；具體包括步驟有: ①宏觀檢驗:對失效金具進行全面觀察，包括肉眼觀察、低倍率的放大或體視顯微鏡宏觀檢查，獲得失效件立體形狀、顏色、光澤、粗糙度的變化、腐蝕狀況、斷裂順序、裂紋源及裂紋擴展方向； ②尺寸測量:檢查金具的結構、幾何尺寸是否滿足國標或圖紙的要求，測量其變形量； ③無損檢測:采用物理方法，在不改變材料或構件的性能和形狀的條件下，迅速而可靠地確定金具表面或內(nèi)部裂紋和其他缺陷的大小； ④成分分析:對損壞金具斷口表面進行分析，以確定晶界微區(qū)的化學成分與失效的關系; ⑤力學性能測試:其中包括金屬的強度、塑性、韌性、硬度、斷裂韌性測試； ⑥金相檢驗:檢測金具材料表面和心部的金相組織及缺陷，分析金屬的顯微組織是否正常，是否存在晶粒粗大、脫碳、過熱、偏析缺陷，找出夾雜物的類型、大小、數(shù)量和分布，查尋晶界上有無析出物、裂紋的數(shù)量、分布及其附近組織有無異常，查尋是否存在氧化或腐蝕產(chǎn)物； ⑦損壞金相斷口分析；進一步確定主斷口，判斷主斷口的性質(zhì)，尋找裂紋源，為其它分析做好準備； ⑧損壞金具裂紋分析；確定裂紋的位置及裂紋產(chǎn)生的原因，裂紋分析的具體步驟包括:I裂紋的宏觀檢查；11裂紋的微觀檢查；ΙΠ主裂紋的判別；IV裂紋的走向分析； ⑨電鏡及能譜分析；用以分析金具的精細組織形態(tài)、第二相因素與斷裂的關系； ⑩應力分析、斷裂力學分析及專項試驗； 其中，應力分析為金具的材料是否有足夠的抵抗外力破壞的能力分析； 其中，斷裂力學分析斷是根據(jù)斷裂力學原理對部件的斷裂原因進行定量的計算和解釋； 其中，專項試驗對失效過程的局部或全過程進行模擬試驗； (4)分析試驗結果，得出最終失效結論；綜合評定分析結果，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)、背景材料及各項試驗結果做綜合分析，確定失效的過程和原因，得出分析結論，出具最終失效結論報生口 ο
2.根據(jù)權利要求1所述的電力聯(lián)結金具失效分析方法，其特征在于:所述步驟(I)中的調(diào)查記錄具體包括: ①對失效金具及碎片的名稱、尺寸大小、形狀和方位進行調(diào)查并記錄； ②對失效金具周圍散落的斷件、氧化皮及一切可疑的雜物和痕跡進行調(diào)查并記錄； ③對失效金具和碎片的變形、裂紋、斷口、腐蝕、磨損的外觀、位置和始點，表面的材料特征進行調(diào)查并記錄； ④對失效金具的結構和制造特征進行調(diào)查并記錄； ⑤對失效金具環(huán)境條件、周圍景物、環(huán)境溫度、濕度、大氣、水質(zhì)進行調(diào)查并記錄； ⑥讓失效金具相關人員及佐證人介紹事故發(fā)生時的情況。
3.根據(jù)權利要求1所述的電力聯(lián)結金具失效分析方法，其特征在于:所述步驟(2)的背景資料具體包括: ①失效金具的類型、制造廠名、制造日期、出廠批號、安裝地點、投入使用日期、維修、檢查及更換記錄； ②該金具的設計規(guī)格、材料檢驗記錄、制造工藝、質(zhì)量控制、驗收、質(zhì)量保證及其技術文件； ③與失效金具有關的標準、法規(guī)及其它參考文獻； ④收集同類或相似金具過去曾發(fā)生過的失效情況。
4.根據(jù)權利要求1所述的電力聯(lián)結金具失效分析方法，其特征在于:所述步驟(3)中⑧損壞金具裂紋分析的III主裂紋的判別方法包括:T形法、分枝法、變形法及氧化法。
5.根據(jù)權利要求1所述的電力聯(lián)結金具失效分析方法，其特征在于:所述步驟(3)中⑩的專項試驗包括:對應力腐蝕開裂的失效構件進行SCC敏感試驗，對特定材料在特定狀態(tài)下進行裂紋擴展速率測定。
【文檔編號】G01N33/00GK104165971SQ201410386857
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權日:2014年8月7日
【發(fā)明者】程明, 陳韶瑜, 馬崇, 葉芳 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司