紫铜管开裂原因分析

关于铜管“线伤”产生原因及预防措施的探讨一、概述铜管厂生产的铜管，尤其是用于空调的蒸发器和冷凝器的内螺纹薄壁铜管，在用户加工使用中经常出现铜管发生开裂的质量事故，统称为“线伤”缺陷。

而且这些缺陷有时很难通过普通的涡流探伤机检测到。

用户为此退货不断，经常对公司处以高额罚款，甚至花费了千辛万苦才进入的用户转眼间就宣布无限期地停止供货。

对生产厂的声誉和经济利益均造成很大影响和损失。

因此有必要对这种缺陷产生的原因进行分析，找出其规律性，并采取针对性措施进行预防和纠正。

二、“线伤”的表现形式1、在制作两器时扩口开裂2、在涨管时开裂3、在气压试验局部泄露或整机泄露4、出厂时的铜管的抗拉强度和延伸率都很低，延伸率一般小于40%。

三、缺陷产生的原因1、工艺原因A、连铸坯表面裂纹是线伤产生的原因之一，尤其是拉停产生的裂纹。

该裂纹在铣面时如未铣净，在轧制时则产生表面“蜂窝”状折叠，随后拉拔则产生线伤。

B、连铸时内表面产生的蜂窝状结晶会导致管体拉拔后产生内表线伤。

C、连铸管坯内孔大于芯棒直径4mm以上时产生的空减径裂纹造成内表线伤。

D、管坯表面的缩孔（钻头孔）在轧制后出现折叠状线伤。

E、未铣净的有氧化色的管坯表面导致轧后出现线伤。

F、铣后管坯表面粘有碎铜屑或碎铜屑压入管坯表面都会在轧后形成缺陷，这些缺陷拉拔后形成局部线伤。

G、三辊行星轧机轧制时三个轧辊未在一个平面所轧制铜管形成亮线（碎铜带）形成线伤。

H、三辊行星轧机轧制时一冷水温度低于25℃，同时水量又大于4000L/min,造成变形区温度不到750℃，轧辊打滑形成管坯表面金属折叠造成线伤。

I、高速盘拉中，铜管开卷时的相互碰撞以及铜管与导卫辊的撞击形成的伤点经拉拔后成为“蜂窝状”线伤。

（拉拔速度由700m/min降到300m/min，打标点明显减少）。

J、在倒立式盘拉机上拉伸铸轧管坯的第1-2道次时，由于来料管坯硬化不够，被排料环擦伤铜管外表，形成连续线伤。

同时铜管与铜管之间的摩擦使这种伤痕更加严重，形成典型的线伤。

紫铜色氧化膜破裂的根源及防止措施紫铜色铝型材中铝基体的热膨胀系数（a=ΔL/L.ΔT）约为23.2/℃，是紫铜色铝型材中表面氧化膜的约5倍之大，如果对紫铜色氧化膜进行一定封闭或其他方式填充后，则两者热膨胀系数的差异会进一步扩大，正是两者存在较大的热膨胀系数差异，使得在加热过程中氧化膜受到共为一体的铝基体拉应力作用，而当铝基体的拉应力超过氧化膜的屈服极限后，就会导致氧化膜破裂。

因此可以说，在紫铜色电泳铝型材烘烤过程中，引起表面氧化膜破裂的根源是铝基体与氧化膜的热膨胀系数差异较大所致。

由此看来，防止紫铜色氧化膜破裂要从减小铝基体的拉应力和提高表面氧化膜塑性两个方面考虑。

如下几种措施可有效防止紫铜色氧化膜破裂：①严格控制氧化膜厚度。

一般来说，较厚的氧化膜通常塑性更差，由烘烤导致膜的裂纹愈深，使得肉眼看来更显眼，冷却后亦不易复原，氧化膜厚度宜控制在9～12μm；②严格控制阳极氧化槽液温度。

较低的阳极氧化槽液温度，使铝表面获得的氧化膜热塑性较差，因而易产生烘烤膜裂，阳极氧化槽液温度宜控制在20～23℃；③严格控制电泳漆膜厚度。

较厚的漆膜需要较长的烘烤时间，对抑制膜裂不利，电泳漆膜厚度宜控制在9～12μm；④严格控制半封闭工艺。

在控制好褪色情况下，尽量减弱封闭程度，应控制好封闭工艺参数，封闭速度不宜太快；⑤适当降低烘烤升温速度和烘烤温度。

如烘烤时升温速度越快、温度越高，则氧化膜所受到铝基体的拉应力及由拉应力产生的惯性力会愈大，就愈容易超过氧化膜的屈服极限而导致膜裂。

一般控制烘烤温度为160～170℃，烘烤保温时间为30～40min。

最好从室温或＜50℃开始升温，从＜50℃升至170℃宜控制在约60min，烘烤升温快、温度高亦易导致紫铜色褪色；⑥优先选用“二次电解着色法”抑制褪色。

该措施不会降低紫铜色氧化膜的热塑性，是一种既能有效防止褪色又不引发膜裂倾向的双优措施；⑦在产品标准要求许可的情况下，适当减薄基材（即铝基体）厚度，以减小紫铜色电泳铝型材烘烤时铝基体对氧化膜的拉应力。

铜管焊接后断裂原因铜管焊接后断裂是一种常见的焊接缺陷，可能导致工件的破裂和损坏。

本文将探讨导致铜管焊接后断裂的原因，并提出预防措施。

铜管焊接后断裂的原因之一是焊接材料的选择不当。

在焊接过程中，如果使用的焊丝或焊条与铜管的材质不匹配，就会导致焊缝的脆化和断裂。

因此，选择合适的焊接材料对于确保焊接质量至关重要。

焊接工艺参数的控制不当也是铜管焊接后断裂的常见原因之一。

焊接过程中，如果焊接电流过大或过小，焊接速度过快或过慢，都会导致焊缝的强度不够，从而引起断裂。

因此，合理调整焊接工艺参数，确保焊接过程的稳定性和一致性，对于避免断裂问题具有重要意义。

焊接操作的技术水平也会影响铜管焊接后是否会发生断裂。

焊工的焊接技术熟练程度、焊接操作的规范性和严谨性都会对焊接质量产生重要影响。

不正确的焊接操作，如焊接过程中的晃动、停顿、过度加热等，都可能导致焊缝的质量下降，从而引起断裂。

焊接前的准备工作也是影响铜管焊接后是否会断裂的因素之一。

焊接前应对铜管进行充分的清洁和除氧处理，以去除表面的脏物和氧化物，保证焊接区域的纯净度。

如果焊接前的准备工作不充分，铜管焊接后易出现气孔和夹杂物，进而导致焊缝的强度下降，增加断裂的风险。

焊接过程中的热应力也是导致铜管焊接后断裂的重要原因之一。

焊接过程中，由于铜管在受热和冷却的过程中会发生体积变化，导致焊缝附近产生应力集中。

如果焊接过程中的热应力超过了铜管的承受能力，就会导致断裂。

因此，控制焊接过程中的温度变化和热应力分布，可以有效预防铜管焊接后的断裂问题。

铜管焊接后断裂的原因可能包括焊接材料选择不当、焊接工艺参数控制不当、焊接操作技术水平低、焊前准备不充分以及焊接过程中的热应力等。

为了预防铜管焊接后的断裂问题，我们应选择合适的焊接材料，合理控制焊接工艺参数，提高焊接操作技术水平，确保焊前准备工作的充分性，并控制焊接过程中的热应力。

只有这样，才能确保铜管焊接后的质量和可靠性，避免断裂问题的发生。

T3紫铜输油管断裂原因分析王凡;刘素芬;张志伟;刘晓斌;赵豫东;温铁丽【摘要】某电厂用T3紫铜输油管使用约半年时间发生断裂失效。

采用宏观检验、断口微观分析、能谱分析、金相检验的方法，对该紫铜输油管的断裂原因进行了分析。

结果表明：输油管的断裂类型属于应力腐蚀开裂；管内的长效润滑油中含有应力腐蚀敏感介质硫和氯元素，且输油管弯曲部位存在较大拉应力，导致该紫铜输油管发生应力腐蚀开裂。

%One T3 red copper oil pipe of a power plant fractured after used for half a year.The fracture reasons of the red copperoil pipe were analyzed by methods of macrographic examination,fracture micro analysis, energy spectrum analysis and metallographic examination.The results show that:the fracture type of the oil pipe was stress corrosion cracking;the long-term lubricating oil contained the medium of chlorine and sulfur sensitive to the stress corrosion,and the tensile stress existed in the bending position of the oil pipe,and those factors resulted in the stress corrosion cracking of the red copper oil pipe.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2017(053)001【总页数】3页(P70-72)【关键词】紫铜;输油管;腐蚀介质;拉应力;应力腐蚀开裂【作者】王凡;刘素芬;张志伟;刘晓斌;赵豫东;温铁丽【作者单位】中国兵器工业第五二研究所，包头 014034;中国兵器工业第五二研究所，包头 014034;中国兵器工业第五二研究所，包头 014034;中国兵器工业第五二研究所，包头 014034;中国兵器工业第五二研究所，包头 014034;中国兵器工业第五二研究所，包头 014034【正文语种】中文【中图分类】TG146.1+1紫铜以其优良的耐蚀性、耐高温、耐高压和易于弯曲变形、安装等特点,被广泛用作油管材料。

理化检验-物理分册P TCA(PAR T:A P H YS1TEST1)2009年　第45卷　3质量控制与失效分析TP2铜螺旋管裂纹产生原因分析尚延伟,赵梅春,陈伟锋(浙江省绍兴市制冷配件检测中心,绍兴312500)摘　要:采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜断口观察及显微组织检验等方法对出现裂纹的TP2铜螺旋管进行了分析。

结果表明:多次冷变形使铜管处于加工硬化状态,内应力集中于肋片部位而导致裂纹产生。

并提出了改进措施。

关键词:螺旋管;化学成分;应力集中;裂纹中图分类号:T G146.1+1 文献标志码:A 文章编号:100124012(2009)0320172203Crack Analysis of TP2Copper H elical PipeSHANG Yan2w ei,ZHAO Mei2chun,CHEN Wei2feng(Testing Center for Ref rigeration Fitting of Shaoxing,Shaoxing312500,China)Abstract:The macroscopic analysis,chemical composition analysis,SEM observation and metallographic examination were to analyze cracks of the TP2copper helical pipe.The results showed that multiple deformations made the products in a work2hardening state during the cold forming,so internal stress concentrated in the fin2site lead to cracks.And the improved measures were also brought forward.K eyw ords:helical pipe;chemical composition;stress concentration;crack 紫铜管具有优良的导热性、耐蚀性及塑性,广泛用作空调、冰箱和热水器等家电产品的热交换器材料。

前言纯铜的新鲜表面呈浅玫瑰肉红色，大气下则常常覆盖有一层紫色的氧化膜，故俗称紫铜。

它具有极高的导电、导热性和很好的塑性及突出的冷作硬化效应，在大气、淡水、蒸汽、海水中耐腐蚀，也能耐冷热稀硫酸、冷浓硫酸的侵蚀，还具有抗磁干扰、可焊等特性。

TP2紫铜管为磷脱氧铜管，由于它含氧量低，大量用于汽油、气体供应管以及冷凝器、蒸发器、热交换器等器件中。

在镍合金B10白铜管、HDR双相不锈钢管、钛合金管应用由于紫铜管具有上述优良的特性及很好的生物腐蚀抗力，是用于海洋环境中的最佳材料之一，军船和民船防腐管系都是用TP2紫铜管；现在除了舰船上的一些[1]重要部位，TP2铜管依然被广泛应用。

在管路系统中，铜管一方面要承受管内气体或液体的压力，要求具有一定的强度；另一方面由于各种管路分布的复杂性铜管经常会被弯制，所以它的柔韧性也是一个非常重要的特性。

在某产品上工人加工不同批次的铜管，首先他们对需弯制区域进行“火工”，然后将铜管弯制。

由于原材料铜管的热处理状态不明确，所以他们采用相同的工艺弯制后，有的铜管弯曲状态好，而有的铜管却开裂了。

铜管在生产过程中经过了多道次拉拔，产生了加工硬化，塑性较差，不利于后期弯曲成型工艺的进行，需进行退火处理来改善其微观组织及性能。

为解决铜管弯制开裂的问题，我们做了一系列的退[2]火、性能和金相组织试验。

一 试验条件（1）试验设备：热处理炉为箱式电阻炉（型号为SX2-5-12，额定电压为220伏，额定功率为5千瓦，额定温度为1200度）。

（2）试验温度区间：470℃～750℃。

（3）试验材料：Φ55×2.5的TP2紫铜管， Φ70×2.5的TP2紫铜管（4）试验方法：进行了两组对比试验：同一批号铜管不同温度热处理后的组织和性能对比；不同批号铜管相同温度热处理后的组织和性能对比；1～6号样为同一批号的紫铜管；7～9号为另一批号的紫铜管。

其中1号样为Φ55×2.5紫铜管的原始状态，2～6号样为不同退火温度下的Φ55×2.5紫铜管，7号样为Φ70×2.5紫铜管的原始状态，8～9号样为不同退火温度下的Φ70×2.5紫铜管。