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高压油管原材料内表面缺陷

点击数:452018-10-12 15:56:44 来源: 河北超然橡塑制品有限公司,高压胶管,低压胶管,金属软管,橡胶伸缩管,橡胶软连接

  与传统的汽车发动机核心部件相比,发动机高压燃油管长期以来没有得到特别重视。然而,统计表明,近年来,高压燃油管道的失效案例不断增多,其所占比例已逐年进入汽车发动机零部件失效数量前十位。增长趋势。

  高压燃油管是连接燃油喷射泵和燃油喷射器的重要部件,承担着向发动机输送高压燃油的任务。一旦发动机高压燃油管发生裂纹,造成漏油,不仅对发动机的可靠性产生负面影响,而且在高压燃油喷射泄漏后,很容易与发动机高温部件接触,导致严重的火灾事故。

  因此,分析和总结目前市场上高压油管的各种失效模式具有迫切的现实意义。

  高压油管原材料内表面缺陷

  高压油管制造过程中,其内表面经历了复杂的拉拔变形过程,这一过程中不可避免地会形成各种程度上的内壁缺陷,其中最主要的是内壁裂纹缺陷。

  目前,国际上对高压油管内壁质量的控制标准是ISO 8535-1:2011《柴油发动机 高压燃油喷射管用钢管 第1部分:无缝冷拔单壁钢管的要求》。

 高压油管

  对于缺陷等级,一般企业都会根据高压油管的工作条件,在其企业标准中有明确的规定。目前,国内普通汽车发动机高压油管控制的缺陷等级多采用Q级及以上。内壁强化工艺是目前普遍采用的高压油管内表面处理方法。该方法是通过优化管材表面应力的分布,产生内压外拉的应力状态,可有效减缓裂纹扩展速度,不仅能够提高燃油管的耐压能力,同时可以减少疲劳试验中的数据分散性。

  内壁裂纹会导致高压油管疲劳裂纹由此起源,严重降低高压油管疲劳寿命,这种情况也是大部分高压油管疲劳失效漏油的原因。

  某型发动机在用户使用过程中发生漏油。该高压油管材料为PP600钢(德国标准,相当于国标20钢),规格为Ф8mm×Ф3.5mm,硬度要求为260-290HV。表面质量要求为Q级(参考标准JB/T 8120.1-2000)。

  在油管漏油位置的外表面可见一条纵向裂纹,标记后将油管对剖,内表面的裂纹更明显,内表面肉眼可见的裂纹约3cm长。打开裂纹,观察断面形貌,油管的断面有一个明显的弧形区域,灰黑色,平坦细致,有疲劳断裂的宏观特征,在断面与油管内表面交界处有一条隐约可见的线状痕迹。

  将断口清洗后在扫面电镜下观察断面的微观形貌,在宏观观察中看到线状痕迹所对应的断面位置上看到一条宽约0.2mm的带状痕迹,这个区域的微观形貌与断口其它区域不同,并有明显的分界线。此处的微观痕迹有较多覆盖的腐蚀产物,除此以外的断口其他区域有明显的疲劳辉纹特征。后打开的断面,为韧窝特征。在带状区域内的微区成分分析显示,表面有Zn等元素,据此判断这个条带是在油管成形工艺中已经产生的原始裂纹,这是造成油管疲劳开裂直接原因。

  在裂纹附近取油管的周向试样,观察油管的金相组织及内表面质量。油管基体组织为铁素体+珠光体;在油管内表面裂纹对应位置观察到的裂纹形态,此裂纹由两部分组成,内壁侧的初始裂纹开口较宽,后扩展的疲劳裂纹在初始裂纹的尾端萌生并扩展,其中初始裂纹深度约0.20mm,与电镜下观察到的信息吻合。

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