塔吊标准节疲劳断裂司法鉴定1例

(山西省产品质量监督检验研究院， 太原 030012)

1 前言

司法鉴定我们多数关心的是笔迹鉴定、痕迹鉴定以及医疗鉴定等。涉及产品质量的司法鉴定有不少由于标准的缺失，鉴定依据的不确定，有很多明显缺陷的产品无法进行有效的鉴定。涉及产品质量问题的鉴定，不仅仅是依据标准问题，还有不少要用到专业领域的技术分析手段[1，2]，从而弥补产品标准的不足，我们这一次鉴定就是此类问题处理的举例。

2 鉴定过程描述

2.1 基本情况

委托单位：XXXXXX有限公司

委托事项：对塔吊标准节断裂原因进行分析

受理日期：XXXX年XX月XX日

2.2 鉴定材料

① 司法鉴定协议书 1份

② 塔吊标准节损坏样品 1节

鉴定日期：XXXX年XX月XX日～XXXX年XX月XX日

鉴定地点：山西省太原市长治路106号(山西省产品质量监督检验研究院司法鉴定中心)

2.3 实验室检测

2.3.1 样品描述

该断裂塔吊标准节主肢是由两根125×10 mm等边角钢对焊而成，连接块焊接在焊缝部位。标准节之间由两根Φ36×330 mm、 10.9级、标记YG高强度螺栓联接，螺栓连接牢固。

塔吊标准节表面为黄色，并喷有“80标Ⅱ”标记。

2.3.2 断口宏观检查

塔吊标准节断口边部均无收缩，呈脆性断裂。断口的4条边有3条边呈约斜度为40°断裂，有一条边断口基本呈平直断裂。主肢对焊部位表面较平滑，靠近焊接热影响区存在有深灰色痕迹，呈高温氧化断面(见图1)；标准节立柱内表面的对焊处直角横向部分存在有3mm长的未焊透部位，为断裂源(见图1)；标准节立柱断口的4条边均存在有疲劳断裂条纹，为裂纹扩展区(见图1)；标准节立柱体内非焊接角处呈轧制圆弧过渡，断口根部基本呈三角形撕裂断口，颜色为灰白色，为瞬断区。整个断口为疲劳断裂。

图1 塔吊标准节断裂原图

2.3.3 标准节化学成分分析

依据GB/T 700—2006《碳素结构钢》中Q235A材质C、Si、Mn、P、S 5大元素技术要求，选用HCS-140红外碳硫分析仪和UV-2450分光光度计对塔吊标准节用材质Q235A的5种化学元素进行了检测，结果见表1。

表1 塔吊标准节用材质Q235A的化学成分检测结果 %

2.3.4 焊缝试样检查

(1)焊缝试样检查。取样后进行了图片采集，在靠近紧固螺栓联接体与标准节(角钢对焊处)焊缝断口处，二角钢对焊边存在有长3 mm，宽1 mm未进行焊接，属于角钢对焊时未焊透，沿未焊透的尖角部位有一条穿晶的微裂纹，观察结果见图2。

图2 紧固螺栓联接体与标准节焊缝断口微裂纹图

(2)同时将塔吊标准节与紧固螺栓联接体的焊

接处纵向切开后，用图片采集法对样品焊接处检查发现还有未溶合的痕迹，观察结果见图3。

图3 塔吊标准节与紧固螺栓的焊接处焊接 未溶合的痕迹图

2.3.5 显微组织分析

显微组织分析图。图像采集使用了XJC-03金相显微镜，分析部位主要有3个区域。具体结果见表2 。

表2 显微组织分析列表

图4 焊缝区基体组织(放大倍数100×)

图5 焊缝区底部组织(放大倍数100×)

图6 标准节的基体组织(放大倍数100×)

3 结果分析

(1) 依据GB/T 700—2006《碳素结构钢》进行化学成分检测，该塔吊标准节化学成分符合Q235A材质的要求。

(2) 依据GB/T 19418—2003《钢的弧焊接头缺陷质量分级指南》，该塔吊标准节立柱与紧固螺栓联接体焊接部位存在焊接材料与标准节柱体之间相互焊接未溶合及角钢对焊时角端面未焊透等内部缺陷。这些缺陷的存在造成塔吊在使用过程中整体结构的刚度及强度下降，应力集中增大，从而造成塔吊在使用过程中断裂破坏。

(3)该塔吊标准节断口显微组织中整个焊缝区均存在不同程度的魏氏组织，并且在未焊透尖角部位产生裂纹。这些组织及裂纹的同时存在造成了塔吊的应力增大，机械性能，尤其是冲击韧性的下降，疲劳强度降低，在使用过程中发生脆性断裂。

4 鉴定结论

经实验室检测、分析，专家组认定，该塔吊标准节断裂原因为：焊缝未溶合及角钢对焊时未焊透，显微组织中存在不同程度的魏氏组织及角钢对焊时尖角部分由应力造成的裂纹等缺陷，降低了塔吊的刚度及机械强度，增大了应力集中，降低了疲劳强度，致使塔吊在运行过程中承受着弯曲、扭转、等力，造成疲劳断裂。

[1]郭平辉.机械零件疲劳强度可靠性设计[J].机械设计与制造,1990，(05):5-8.

[2]刘贵生,胡师金.机械零件疲劳强度可靠性分析[J].农业机械学报,1991，(02):55-57.