第37卷(2015)第6期
使用维修
柴油机 Diesel Engine
某柴油机箱装体顶横梁开裂故障分析
王长红，韩守民，黄司马，姚国庆（七一一研究所，上海201108）
Vol. 37(2015) No. 6
摘要：针对某柴油机箱装体顶横梁表面开裂的故障，通过强度计算、材料分析和制造过程排查等发现：故障系操作人员在发现顶横梁焊接变形后，自增加了压机校直工序，使方管表面微裂纹处
产生应力集中，造成校直整形后的四根顶横梁表面开裂。据此分析，采取了相应的改进措施。关键词：柴油机：顶横梁：开裂：应力
中图分类号：TK423.1 1
故障现象
文献标识码：B
文章编号：1001-4357(2015)06-0051-02
成分分析结果表明：材料符合技术要求。能谱定性分析结果表明：断面覆盖层成分与涂层的底漆、面
某船舶柴油机运行使用两年后，发现箱装体的四根顶横梁（由二根80mm×60mm×4mm方管焊接而成）均产生横向裂纹（见图1、图2），裂纹基本处于同一位置，其中一根顶横梁两端有裂纹，其余三根顶横梁只有一端有裂纹。
项横架
裂纹 P1
加强能
图1裂纹示意图
A
图2裂纹照片
2
故障原因分析
根据裂纹情况，决定先从顶横梁材料的力学性
能和化学成分以及断口分析人手。力学性能和化学
漆成分中所含元系基本相同，表明裂纹形成于涂漆之前。金相检验结果表明：近断裂区域的焊缝内存在微裂纹缺陷。由于涂层是在产品交付前进行的，据此可以初步诊断出：裂纹是在制造过程中形成的，排除了材料本身质量问题和产品交付后的使用问题。
（1）强度校核
柴油机箱装体包括双层隔振装置和隔声罩两部分，隔声罩主要由框架（如顶横梁等）和隔声板组成，框架为隔声板提供骨架，起到支撑和固定作用。框架中顶横梁主要支撑顶隔声板、冷却风道、进排气弹性管及进排气消声箱等，在制造过程中仅承受稳定的静载荷。通过对顶横梁结构强度的再次校核计算表明：箱装体顶横梁结构强度较好，能承受上述稳定的静载荷，正常使用条件下能够满足使用要求。
（2）方管材料
该顶横梁材料为Q235-A冷弯方管，采用钢带经连续辊式冷弯后焊接成形。在弯制加工过程中可能产生微裂纹缺陷，但弯曲应力只可能使微裂纹沿纵向延伸，形成纵向裂纹，不会产生横向裂纹，并且顶横梁也不可能在任意长度落料的方管同一位置产生开裂，因此可以判断开裂原因与方管材料无关。
（3）焊接过程
在焊接过程中由于焊缝处二种材料的受热温度、热膨胀系数不同，二种材料之间会产生拉应力，从而造成焊缝处开裂。而顶横梁由二根方管焊接而成，方管材料、大小相同，焊接过程中的受热