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焊接结构的脆性破坏2010-08-21 23:22:33 作者：jql来源：浏览次数：597 网友评论0 条焊接结构广泛应用以来，曾发生过一些脆性断裂（简称脆断）事故。
这些事故无征兆，是突然发生的，一般都有灾难性后果，必须高度重视。
引起焊接结构脆断的原因是多方面的，它涉及材料选用、构造设计、制造质量和运行条焊接结构广泛应用以来，曾发生过一些脆性断裂（简称脆断）事故。
这些事故无征兆，是突然发生的，一般都有灾难性后果，必须高度重视。
引起焊接结构脆断的原因是多方面的，它涉及材料选用、构造设计、制造质量和运行条件等。
防止焊接结构脆断是一个系统工程，光靠个别试验或计算方法是不能确保安全使用的。
一、焊接结构脆断的基本现象和特点通过大量焊接结构脆断事故分析，发现焊接结构脆断有下述一些现象和特点：1）多数脆断是在环境温度或介质温度降低时发生，故称为低温脆断。
2）脆断的名义应力较低，通常低于材料的屈服点，往往还低于设计应力。
故又称为低应力脆性破坏。
3）破坏总是从焊接缺陷处或几何形状突变、应力和应变集中处开始的。
4）破坏时没有或极少有宏观塑性变形产生，一般都有断裂片散落在事故周围。
断口是脆性的平断口，宏观外貌呈人字纹和晶粒状，根据人字纹的尖端可以找到裂纹源。
微观上多为晶界断裂和解理断裂。
5）脆断时，裂纹传播速度极高，一般是声速的1/3左右，在钢中可达1200~ 1800m/s。
当裂纹扩展进入更低的应力区或材料的高韧性区时，裂纹就停止扩展。
6）若模拟断裂时的温度对断口附近材料做韧性能试验，则发现其韧性均很差，对离断口较远材料进行力学性能复验，其强度和伸长率往往仍符合原规范要求。
二、焊接结构脆断的原因对各种焊接结构脆断事故进行分析和研究，发现焊接结构发生脆断是材料（包括母材和焊材）、结构设计和制造工艺三方面因素综合作用的结果。
就材料而言，主要是在工作温度下韧性不足，就结构设计而言，主要是造成极为不利的应力状态，限制了材料塑性的发挥；就制造工艺而言，除了因焊接工艺缺陷造成严重应力集中外，还因为焊接热的作用改变了材质（如产生热影响区的脆化）和产生焊接残余应力与变形等。
大型注塑件变脆？原因深度剖析及防脆措施根据成型理论，注塑件变脆的主要原因是内部分子定向排列，残余内应力过大等因所致，如果注塑件有夹水纹存在情况会更糟。
在注塑大型件时，上述问题便很容易集于一身。
通常，注塑大件需要用到较高的射胶压力才有可能将型腔射满，因此残留内应力一定非常大，特别是在入水口附近。
加上大型注塑件面积大，充型过程中温度下降得很多，分子的定向排列和截面分层现象变得相当严重。
而且大型注塑件通常都有两个以上的入水口，因此夹水纹也就不可避免了。
这就是大型注塑件变脆，抗冲击能力比小件差得多的原故。
如果遇到腐蚀性的溶剂或环境, 大型注塑件的脆性将会加更严重，有时甚至到了自动爆裂的地步。
因此，在生产大型注塑件时，保持较高的模具温度和熔胶温度对减小注塑件的脆性是很有必要的。
它既可以减轻定向排列的程度，同时还能减小因冷却速度太快而造成的温差内应力以及显微裂纹。
重要的是由于熔胶充型能力的改善，射胶的压力还相应地可以减小。
在即将充满型腔之际还可再起更低的压力进行最后的充型和保压，对改善注塑件的脆性会更有好处。
此外，适当提高射胶速度对降低压力也有一定的帮助。
因为速度低了熔胶散热量会大增, 温度下降过多，势必需要更大的射胶压力才能充满型腔。
为确保稳定合格的产品质量，刚开始生产时，因模温尚未升起来，前20个注塑件最好不要，因为它们都表现得比较脆，尤其是加有防火剂等脆性稍大的注塑件，更要到30件以上。
天气问题对大型注塑件的脆性影响也非常大。
每当寒冷天气到来的时候，我们就会发现许多本来生产一直都很正常的注塑件，比如PP、ABS、PC、K料等抗冲击性能都较好的件，忽然都变脆了，有时连小件都有可能被冲爆，因而常常遭致客方退货。
所以天气方面的影响应该引起工程技术人员的注意，在产品设计时要考虑是否需要增加这方面的测试。
虽然有要求要在恒温环境做测试，但成品摆放一个晚上之后，温度自然已经降得很低，再拿到恒温实验室去做测试相信也是白搭。
浅谈化工设备脆性失效的原因与预防摘要：化工设备作为一种结构，发生脆性断裂的危害是非常大的。
不论是材料脆性还是缺陷原因，导致的脆断都有基本相同或相似的特点，本文首先简要介绍了化工设备脆性失效的原因，再讨论防范脆断的主要措施。
关键词：化工设备脆性失效原因预防在化学工业、石油及石油化工、电力、冶金等以过程工程为特色的流程工业中使用的设备具有共同的特色，如大部分设备为由回转气体构造而成的容器及管道的设备。
它们所承受的不仅有机械载荷，还承受压力承荷，并且还有由于温度(或高温或低温)形成温差应力的载荷并造成金属材料性能的变化，而且还都接触不同腐蚀性能的化学介质。
因此化工设备的失效类型几乎包罗万象，非常复杂，这些设备的断裂、泄漏、甚至爆炸所造成的后果往往是灾难性的。
一、脆断失效的原因分析引起化工设备脆断的原因是相当复杂的。
过去对脆断的原因仅仅根据常见的脆性材料断裂总结出的认识，或者是一些常温下表现出塑性与韧性均很优良的钢材到低温下发生冷脆而深化了对铁素体型碳钢及低合金钢冷脆及韧化问题的认识。
但是随着近代化工与石油化工的快速发展而碰到愈来愈多的脆性断裂现象，究其原因又相当复杂，不仅是单纯的本质脆性材料的脆断或是铁素体类钢材的低温下的脆性转变问题，也涉及高温环境致使材料脆化，或介质环境致使材料脆化，这些都会导致发生脆断，而且这两类脆化又与时间密切相关，环境因素作用时间愈长脆化问题愈益严重，从而又引起防止材料脆化及安全寿命评估的技术逐步发展起来。
随着科学技术的进步，石油化工装置的大型化飞速发展，要求所选用材料向高强度发展以尽量使大型设备轻型化便于加工制造和运输，也节省了材料消耗，于是出现了一系列的高强度低合金钢。
但高强度低合金钢碰到最麻烦的问题是钢的强度可以方便地提高，但随之带来的是韧性不足塑性降低，即材料突显出脆性。
另一个带来的新问题是材料的可焊性变差，容易出现焊接冷裂纹。
大量裂纹的出现加上母材本身脆性(或称韧性不足)，导致锅炉、压力容器及管道、钢结构相继出现一系列的因严重裂纹等宏观面型缺陷而引起的“低应力脆断”事故。
光伏组件背板耐温性能研究CONTENTS背板耐高温性能评估光伏组件背板耐温性研究背景背板耐低温性能的评估总结光伏组件背板耐温性研究背景光伏组件背板失效案例5年10年7年7年6年光伏组件及材料户外环境Lab T estEnough?开放性边界条件下解题……..以点带面 —— 光伏组件使用温度环境■每年1月份，我国最北边的漠河温度可能在-35℃左右，呼伦贝尔甚至降至-45℃，宁夏、青海、甘肃、新疆地区温度普遍在-30℃甚至更低；■我国最高气温出现在新疆吐鲁番地区，达到47.8℃；在非洲地区出现的最高气温高达55℃；72版型组件功率预测组件不同功率下热斑温度■随着组件功率不断提升，热斑温度呈上升趋势;■第三方测试机构数据表明，热斑的失效率是比例较高的失效情况，→背板耐温性?6年5年背板耐高温性能评估背板耐高温性能的研究■测试温度设定： 105℃（长期）160℃、170℃、180℃、190℃、100℃（5h ） ■制样:■测试方法: 直条状样条（背板） 老化后，测试TD 方向断裂伸长率■设备及方法高温环境试验箱背板耐高温性能的研究(高温,5h)■裸片高温烘烤实验A B C DE高温烘烤实验后背板（裸片）外观高温烘烤实验后背板（层压件）外观 shrink■层压件高温烘烤实验E 型背板熔点在166℃左右■A 、B 、C 、D 四款背板在高温下有外观上的细微变化，可以接受，E 背板在160℃出现明显鼓包，在实际使用中可能导致外观客诉问题 ■背板的耐高温性能主要由背板原材料性能影响，但生产工艺和配方也能够在一定程度上改善背板耐高温性能；背板耐高温性能的研究(105℃，长期)14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00背板长期高温后黄变值（105℃ ）内层外层■外观（黄变值）E F A E FA■在105℃长期烘烤，观察背板的外观，发现E 、F 两款背板在长期烘烤下外观出现肉眼可见的黄变；背板耐高温性能的研究■力学性能50 100 150 200 250 170℃180℃ 190℃ 200℃高温短时烘烤后断裂伸长率（%）A B CD200 400 600 800 22d 33d 42d 49d105℃长时烘烤后断裂伸长率(%)36d H I JTI 、RTI 数值能够体现背板的长期使用下耐温性能■此项测试耗时较长，TI 、RTI 数值能较好地体现背板材料长期的耐温性能；■针对热斑出现的特征设计的高温短时烘烤实验，未发现对背板力学性能有较大影响（不包括熔点较低类型背板）背板耐低温性能评估背板耐低温性能的研究◼ 测试温度设定： -40℃/-30℃（30min ） ■制样: 哑铃状样条（氟膜）直条状样条（背板）■设备及方法低温拉力机高温环境试验箱紫外加速老化箱不同类型背板低温性能■■结果显示在-40℃的低温下，A、B两款背板低温下的断裂伸长率下降明显，C、D两款背板的断裂伸长率则变化不大；■将测试温度由-40℃提升至-30℃，发现A、B背板的力学性能有明显的改善；复合型背板氟膜耐低温性能■复合型背板，氟膜是核心层之一■其中F-1、F-2两款氟膜的断裂伸长率在低温下断裂伸长率较高，F-3、F-4、F-5断裂伸长率较低，低温环境下有开裂风险复合型背板氟膜耐低温性能（老化后）■不同的老化过程对氟膜的影响不同，老化后耐低温力学性能会有一定的下降； ■F-2氟膜的耐老化性能优异，老化前后稳定性高，F-1 的初始低温性能优异，但耐老化性能有待进一步提高；■户外环境使用复杂，氟膜可能经受更严苛的环境，更进一步的研究有待进行；总结■随着光伏组件全球范围内的安装范围扩大，极端低温和极端高温的气候条件可能会出现，同时，随着组件功率的不断提高，组件的热斑温度也随之增高，基于以上，背板材料的耐温性是必须要考虑的可靠性风险点；■对于背板的耐低温性能，材料本身的脆化温度点，是可以重点考量的切入点，建议重点关注背板低温力学性能；不同的背板结构和F膜对低温力学体现出了较大的差异性。
背板模具生产工艺演示背板模具总述：背板模具属于特殊模具也是水泥制品模具是137！31683！111一种水泥制品称谓，俗称背板模具或者混凝土背板模具，是专业生产水泥背板的背板模具模具，通常情况下都是用在煤矿、铁矿,石矿等，背板模具生产的水泥制品多半都属于矿用的也称为矿用背板模具、煤矿背板模具、石矿背板模具，铁矿背板模具。
背板模具的生成原理：背板模具模盒的原材料一般有塑料注塑成子与钣金钢模具成子两种，背板塑料模具采用聚丙烯塑料颗粒状经过注塑机高温处理注入预先准备好的排水沟背板模腔当中，待经过冷却处理之后成子背板模具；背板钢模具以3-8毫米的铁板经过卷曲，裁切，造子，加固，焊接，拼装，打磨等多道手续制作而成。
背板模具的分类：背板模具可分为背板塑料模具、背板塑料模型、背板塑料模子、背板塑料模盒，背板钢模具，背板钢模盒、背板钢模子、背板钢模型。
背板模具材质的分类：背板模具分为两种一种是背板塑料模具一种是背板钢模具。
背板塑料模具一般采用聚丙烯（PP）为原料，其材料子有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性及可磨削性等。
背板钢模具一般采用钣金钢为原料，其材料子有很好的可塑性、适硬性、加工子、超韧性等。
背板模具的主要尺寸：背板模具的长度一般在80-120cm不等宽度一般都是20cm，高度一般都设置为6cm背板模具模盒模具的原材料一般有塑料注塑成子与钣金钢模具成子两种，背板塑料模具采用聚丙烯塑料颗粒状经过注塑机高温处理注入预先准备好的排水沟背板模腔当中，待经过冷却处理之后成子背板模具；背板钢模具以3-8毫米的铁板经过卷曲，裁切，造子，加固，焊接，拼装，打磨等多道手续制作而成。
背板模具子有超强的耐磨性坯料在模具子腔中塑性变性时，沿子腔表面既流动又滑动，使子腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。
所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影响耐性的主要因素。
一般情况下，背板模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。
焊接结构发生脆断的原因及预防随着焊接结构在工业生产中应用范围和数量的增大，焊接结构因脆性断裂而失效的事故也越来越多。
脆性断裂是焊接结构最可怕的失效形式，它都是在应力不高于结构的设计应力和没有显著的塑性变形的情况下发生的，并瞬时扩展到结构整体，具有突然破坏的性质，因此其后果往往是灾难性的，造成的经济损失也往往是巨大的。
一、焊接结构产生脆性断裂的原因分析焊接结构产生脆性断裂的原因基本上可归纳为三个方面：（一）材料的韧性不足材料缺口尖端处的微观塑性变形能力差，特别是焊接结构的缺口、尖端处，脆性断裂在大多数情况下从焊接区开始，所以焊缝及热影响区的韧性不足往往是造成低应力脆性破坏的主要原因。
（二）存在裂纹等缺陷断裂总是从材料缺陷处开始，缺陷中则以裂纹为最危险，而焊接则是产生裂纹的主要原因。
（三）设计和制造工艺不合理不正确的设计和不良的制造工艺会产生较大的焊接残余应力，该应力过大时，则导致结构的脆性断裂。
二、影响脆性断裂的主要因素同一种材料在不同条件下可以显示出不同的破坏形式。
最重要的影响因素是温度、应力状态和加载速度。
温度越低，加载速度越大、材料应力状态越严重，则产生脆性断裂的倾向就越大。
（一）应力状态的影响当材料处于三向拉应力下，呈现脆性。
在实际结构中，三向拉应力应该由三向载荷产生，但更多的情况下是由于几何不连续性引起的。
虽然整个结构处于单轴双向拉应力状态下，但其局部区域由于设计不佳，工艺不当，往往出现形成局部三轴应力状态的缺口效应。
因此，脆断事故一般都起源于具有严重应力集中效应的缺口处。
（二）温度的影响随着温度的降低，焊接结构的破坏方式会发生变化，即从延性破坏变为脆性破坏。
当温度降至某一临界值时，将出现塑性到脆性断裂的转变，此为脆性转变温度。
脆性转变温度高，则脆性倾向严重。
（三）加载速度的影响试验证明，加载速度越快，焊接结构越容易发生脆性断裂。
在同样加载速率下，当结构中有缺口时，应变速率可呈现出加倍的不利影响。
塑料材质脆断原因1. 塑料材质为啥会脆断呢？嘿，你想啊，就像人如果老是饿着肚子，身体肯定虚弱得很。
塑料要是长期暴露在阳光下，就像人被暴晒一样，那些紫外线啊，就像小恶魔一样不断侵蚀它，让它变得脆弱，容易断裂。
我有个朋友，他的塑料花放在窗台，没多久就变得脆得不行，稍微一碰就断了，还直抱怨呢。
2. 塑料材质脆断啊，有时就像是一个本来很坚强的人突然遭受了巨大打击一样。
如果它接触到了某些化学物质，就像人接触到毒药似的。
比如说，家里用的清洁剂不小心洒在塑料容器上，那塑料就可能慢慢被腐蚀，然后变得很脆。
我邻居就因为这个，把装清洁剂的塑料瓶弄破了，气得直跺脚，还说这塑料咋这么不经事儿呢。
3. 你知道吗？塑料材质的脆断可能是因为它的“年纪”大了。
就好比老人的骨头不如年轻人硬朗。
塑料使用的时间长了，内部的分子结构就像一群老伙伴，渐渐失去了活力，变得松散。
我爷爷有个旧塑料梳子，用了好多年，现在一梳头发就断齿，他就嘟囔着这梳子怎么就变得这么脆弱了呢。
4. 塑料材质脆断呀，这跟它的质量有很大关系呢。
有些塑料就像那些粗制滥造的小玩意儿一样。
你看那些便宜的塑料玩具，就像没吃饱饭的瘦弱孩子，稍微一用力就断了。
我外甥买过一个很便宜的塑料小汽车，玩了没几次，轮子就断了，他大哭着说这小汽车怎么这么不结实啊。
5. 温度对塑料材质脆断也有影响哦。
这就好比人在极寒的环境里会瑟瑟发抖，身体机能下降。
如果把塑料放在很低的温度下，它就像被冻僵了一样，变得脆硬，容易断裂。
我在北方的朋友跟我说，他把塑料水管放在外面过冬，结果一到冬天，水管就像玻璃一样脆，轻轻一敲就裂了，可把他愁坏了。
6. 塑料材质脆断啊，会不会是它被过度加工了呢？就像一个面团，揉得次数太多就没了韧性。
有些塑料在生产过程中被反复加工，就像被折磨得疲惫不堪的人。
比如说那些回收再利用的塑料，如果加工不当，做出来的东西就很容易脆断。
我见过一个用回收塑料做的凳子，坐了没几天就断腿了，真让人哭笑不得。
【独家⼲货】史上最全光伏背板初级产品分析来源：Solarbe 作者：程宏伟本⽂将为您初步介绍光伏背板的分类、使⽤的材料、性能及光伏背板的发展趋势。
⼀、光伏背板的概念及结构太阳能电池背板也称为太阳能电池背板膜、光伏背板、光伏背板膜、太阳能背板。
⼴泛应⽤于太阳能电池(光伏)组件，位于太阳能电池板的背⾯，在户外环境下保护太阳能电池组件不受⽔汽侵蚀，阻碍氧⽓防⽌组件内部氧化，具有可靠的绝缘性、阻⽔性、耐⽼化性、耐⾼低温、耐腐蚀性。
可以反射阳光，提⾼组件转换效率;具有较⾼的红外反射率，可以降低组件温度。
光伏背板的结构如图1所⽰，⼀般分为五层，核⼼有三层：(1)外层保护层即耐候层：为了良好的耐候性，⼀般要求外层材料含氟，PVF和PVDF是众所周知的两种耐候性⾼分⼦材料，因其内部存在的C-F键键能是485KJ/mol，是有机化合物共价键中键能最⼤的。
只有波长⼩于220nm的光⼦才能解离C-F键，⽽阳光中这部分光⼦只占不到5%，⽽且容易被臭氧层吸收，能到达地⾯的极少。
也有⼚家使⽤THV及ETFE、ECTFE。
涂膜结构的PTFE也很常见。
(2)中间层：起⽀撑作⽤，要求能耐⾼低温，机械性能要稳定，电绝缘性优良，抗蠕动性、耐疲劳性、耐摩擦性、尺⼨稳定性都要好，⽓体和蒸汽渗透率要低。
⼀般⽤改性PET材料。
(3)层压粘结层：未经改性的含氟薄膜及PET，与EVA粘结牢度差，所以需要使⽤改性的含氟材料或粘结性强的EVA、PE、PA膜。
图1 光伏背板的结构⼆、光伏背板的分类按背板的膜分类，可分为三种：⼀种为涂胶复合式背板膜，在PET聚酯薄膜两⾯复合氟膜或者EVA胶膜，三层结构。
⼀种为涂覆背板膜，在PET聚酯薄膜两⾯涂覆氟树脂，经⼲燥固化成膜。
还有少数⼚家采⽤交联反应法，在PET两⾯通过交联剂反应制作复合膜或EVA膜。
按材料不同分类，背板可分为FPF(以TPT为代表)、KPK、FPE(以TPE为代表)、KPE及多层PET背板、TAPE(T层和P层之间加⼊铝层)、TFB(PVF/PET/含氟粘结层)、KFB(PVDF/PET/含氟粘结层)、BBF(THV/PET/EVA)、FFC(PET双⾯涂改良PTFE)、KPC(PVDF/特殊处理PET)、KPF(苏州塞伍发明，氟⽪膜技术，结构是PVDF/PET/氟⽪膜)、PPC(特殊处理PET/耐候PET)等。
