铜管焊接弯头开裂的原因及防护措施

有一铜管焊接弯头配件，埋于地下约10mm深处，使用约两年以后，发现该弯头R角处出现开裂漏水现象。为了查明本工件开裂的原因，我们采用光学金相、扫描电子显微镜、电子能谱仪等多种方法，针对具体材料及其工作环境作全面分析，从而防止以后故障的发生。 该铜管焊接弯头开裂是由于外壁表面存在腐蚀性极强的氯、硫、氧等元素，使之在R角部位的机械损伤处或者某种缺陷处产生较多点腐蚀；且管子在弯制时产生的内应力和管子在使用中产生的周期性应力作用，因此在点腐蚀坑底部萌生腐蚀疲劳及应力腐蚀裂纹，随着裂纹扩展，管壁厚度减薄，管壁的有效强度下降，加之管子内壁也存在氯、硫、氧等元素的点腐蚀坑。当管壁厚度减薄到有效强度小于管内流体压强时，便发生了管子开裂漏水现象。 纯铜T1退火态硬度一般较低，材料塑性好，在安装过程中易引起机械损伤，而形成应力集中点；同时，如果弯头固定不稳，在服役中易引起周期性应力作用，导致管子疲劳早期失效。管子弯制成弯头要经过冷加工塑性变形，使材料形变应力的增加，所以要及时地去应力退火，从而降低R处引起开裂的倾向。铜材在环境中易受氯离子腐蚀，所以要充分调查并采取措施降低环境中的氯离子含量。