黃化機(jī)攪拌軸斷裂成因及疲勞壽命

謝納冰， 楊 娜， 瞿喜強(qiáng)， 張春燕， 王永興

(1.上海工程技術(shù)大學(xué) 機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院， 上海 201620；2.東華大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 上海 201620； 3.恒天重工股份有限公司， 河南 鄭州 450001)

我國(guó)是全球最大的再生纖維素纖維生產(chǎn)國(guó)，其中黏膠纖維的年產(chǎn)量約為450萬(wàn)t，占國(guó)內(nèi)再生纖維素纖維總量的93%以上[1]，并且仍處于迅速發(fā)展階段，黏膠纖維在紡織、軍事、環(huán)保、醫(yī)藥、建筑、生物科技等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

黃化機(jī)是制備黏膠纖維原液過(guò)程中最重要的單元機(jī)，外形龐大的攪拌軸是黃化機(jī)的核心部件，一般采用Q345鋼焊接而成。在攪拌黏膠原料時(shí)，攪拌軸要承受較大的交變扭矩載荷，運(yùn)轉(zhuǎn)一定循環(huán)后，易在攪拌軸的主軸與支撐臂焊接熔合區(qū)出現(xiàn)裂紋，進(jìn)而擴(kuò)展成裂縫致使攪拌軸斷裂，降低其使用壽命。目前全球黃化機(jī)生產(chǎn)廠家主要集中在我國(guó)，攪拌軸因易出現(xiàn)疲勞裂縫故需對(duì)其不斷地進(jìn)行焊接修補(bǔ)，這將導(dǎo)致攪拌軸提前失效，此問(wèn)題成為了困擾生產(chǎn)企業(yè)的一大頑疾，引起相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者為此展開(kāi)一系列研究。

孟曙光[2]詳細(xì)介紹了黃化機(jī)攪拌軸的加工工藝并對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，制定了較為完善的加工方案。針對(duì)攪拌軸的斷裂問(wèn)題，呂瑞德等[3]對(duì)攪拌捏合翼失效原因進(jìn)行分析并提出了修復(fù)方案。李家欣等[4]對(duì)黃化機(jī)攪拌軸疲勞斷裂后的焊接修復(fù)工藝進(jìn)行研究，證實(shí)修復(fù)后的攪拌軸可以恢復(fù)到正常的使用狀態(tài)。針對(duì)用于攪拌軸的Q345鋼的焊接工藝研究較多，研究者們[5-7]重點(diǎn)探究了Q345鋼的焊接試驗(yàn)方法、焊接頭各區(qū)域微觀組織及其力學(xué)性能。國(guó)內(nèi)外預(yù)測(cè)焊接鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命的研究方法主要有試驗(yàn)法、有限元法、疲勞分析估算法、斷裂力學(xué)方法等[8]，其中較常用的是有限元法及估算法中的名義應(yīng)力法和結(jié)構(gòu)應(yīng)力法。我國(guó)涉及鋼材疲勞設(shè)計(jì)的最新規(guī)范是GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]，疲勞計(jì)算采用基于名義應(yīng)力的容許應(yīng)力幅法。員征文等[10]采用Verity法的結(jié)構(gòu)應(yīng)力法對(duì)T形焊接接頭疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。Wang等[11]基于線彈性斷裂力學(xué)的簡(jiǎn)化疲勞壽命預(yù)測(cè)模型評(píng)估裂紋擴(kuò)展行為。Ren等[12]對(duì)鋼板焊接接頭的應(yīng)變分布進(jìn)行研究，并將應(yīng)變率作為疲勞失效準(zhǔn)則來(lái)預(yù)測(cè)焊接接頭疲勞壽命。Wei等[13]提出一種新的缺口應(yīng)力法來(lái)預(yù)測(cè)點(diǎn)焊接頭的疲勞壽命。以上方法對(duì)本研究具有指導(dǎo)和借鑒意義。

但縱觀目前的文獻(xiàn)報(bào)道，針對(duì)黃化機(jī)攪拌軸的研究并不多。這是由于黃化機(jī)攪拌軸主要應(yīng)用在紡織生產(chǎn)領(lǐng)域，因焊接結(jié)構(gòu)、工藝不同，焊接質(zhì)量差異較大，且攪拌軸長(zhǎng)期工作在含有易燃、易爆、有毒氣體的密閉空間內(nèi)，日常監(jiān)測(cè)非常不便，并且早期的微裂紋不易被察覺(jué)；在交變工作載荷作用下，微裂紋會(huì)在一定循環(huán)后快速擴(kuò)展成裂縫，因此往往是在例行檢查，甚至是因攪拌軸變形較大發(fā)出剮蹭異響時(shí)才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。目前針對(duì)黃化機(jī)攪拌軸的斷裂失效問(wèn)題尚缺乏行之有效的定量分析和壽命估算方法。

針對(duì)某企業(yè)黃化機(jī)攪拌軸使用不到3年即失效返修，無(wú)法達(dá)到10年設(shè)計(jì)壽命這一實(shí)際情況，對(duì)黃化機(jī)攪拌軸普遍出現(xiàn)的焊接疲勞問(wèn)題，提出一種缺陷分析和壽命估算的分析方程與具體操作方法，以期為工程實(shí)踐中分析和設(shè)計(jì)攪拌軸提供指導(dǎo)。

1 黃化機(jī)攪拌軸結(jié)構(gòu)及焊接工藝

1.1 攪拌軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

黃化機(jī)是黏膠纖維原液制備過(guò)程中最重要的裝備，典型的黃化機(jī)外形如圖1所示，其筒體長(zhǎng)5 400 mm，直徑達(dá)2 800 mm，內(nèi)容積為33 m3，質(zhì)量達(dá)55 t。黃化機(jī)從進(jìn)料開(kāi)始到出料結(jié)束為一個(gè)黃化周期，一般耗時(shí)90 min，主要包括進(jìn)料、黃化、溶解及清洗4個(gè)階段[14-15]。

圖1 黃化機(jī)外形Fig.1 Appearance of xanthator

攪拌軸是黃化機(jī)的核心部件，采用Q345鋼焊接而成，結(jié)構(gòu)如圖2所示?？傞L(zhǎng)為7 530 mm，最大外徑為2 790 mm。由主軸、左右堵頭、左右旋刮板、左右旋支撐臂、大小葉片等零件組成。主軸采用無(wú)縫鋼管，最大直徑為410 mm，壁厚為87 mm，左、右兩堵頭采用熱套工藝與主軸過(guò)盈連接，端面接縫處輔以焊接；左右旋支撐臂、左右旋刮板、大小葉片與主軸通過(guò)角焊連接；左右旋支撐臂、左右旋刮板與大小葉片則以榫槽結(jié)構(gòu)結(jié)合為主、焊接為輔的方式連接。

圖2 某型黃化機(jī)攪拌軸結(jié)構(gòu)Fig.2 Agitator shaft structure of a certain type of xanthator

主軸上存在較大的角焊結(jié)構(gòu)，根據(jù)GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]，該零件的屈服強(qiáng)度有所下降，攪拌軸各零件材料的力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 攪拌軸材料力學(xué)性能參數(shù)Table 1 Mechanical property parameters of agitator shaft material

1.2 攪拌軸焊接工藝

Q345鋼是一種高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼，焊接性能好，廣泛應(yīng)用于制造容器、橋梁、船舶、車(chē)輛、石油儲(chǔ)罐及各種工程機(jī)械等焊接結(jié)構(gòu)[16]。黃化機(jī)在工作時(shí)筒體內(nèi)有大量低熔點(diǎn)、易燃、易爆的CS2氣體，為防止筒體內(nèi)部因掉入金屬物品而引起爆炸，攪拌軸多采用焊接方式進(jìn)行連接。板式結(jié)構(gòu)的支撐臂套在主軸上，支撐臂兩側(cè)開(kāi)坡口采用20 mm高的V型環(huán)焊縫與主軸連接，焊接材料選用直徑1.2 mm的ER50-6型焊絲，焊接方法采用MAG(metal active gas)焊[17]。該黃化機(jī)攪拌軸的焊接工藝參數(shù)如表2所示。

表2 攪拌軸焊接工藝參數(shù)Table 2 Welding parameters of agitator shaft

1.3 攪拌軸斷裂失效形式

黃化機(jī)攪拌軸在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中帶動(dòng)物料翻滾并充分混合，完成黃化反應(yīng)。在整個(gè)黃化過(guò)程中，攪拌軸的扭矩隨黃化進(jìn)程中物料的稠稀狀態(tài)變化而變化，攪拌軸上各零件將承受不同的交變應(yīng)力，雖承受的應(yīng)力低于材料的屈服點(diǎn)，但經(jīng)一定工作循環(huán)后，攪拌軸在主軸與支撐臂連接部位出現(xiàn)了微裂紋(見(jiàn)圖3(a))，若未及時(shí)處理，微裂紋會(huì)逐漸擴(kuò)展成裂縫(見(jiàn)圖3(b))，最終致使攪拌軸斷裂失效。

圖3 黃化機(jī)攪拌軸的裂紋和裂縫圖Fig.3 Cracks and fracture diagram of agitating shaft in xanthator

2 黃化機(jī)攪拌軸失效成因分析

針對(duì)攪拌軸焊接裂紋及斷裂問(wèn)題，進(jìn)行兩方面的研究：(1)利用有限元法對(duì)攪拌軸進(jìn)行應(yīng)力分析；(2)對(duì)易產(chǎn)生裂紋部位進(jìn)行焊接缺陷檢測(cè)試驗(yàn)，從理論分析和試驗(yàn)檢測(cè)兩方面剖析攪拌軸的失效原因。

2.1 攪拌軸有限元分析

根據(jù)圖2所示的攪拌軸結(jié)構(gòu)建立攪拌軸的CAE(computer aided engineering)模型，分析其在工作載荷下的應(yīng)力分布，特別是裂紋易發(fā)生處的應(yīng)力，從而為攪拌軸的斷裂成因分析及壽命估算打下基礎(chǔ)。

2.1.1 攪拌軸工作狀況

該黃化機(jī)在一個(gè)周期內(nèi)的實(shí)測(cè)功率如圖4所示，在一個(gè)黃化周期,即90 min內(nèi)，攪拌軸大扭矩運(yùn)行時(shí)間約為38 min。經(jīng)計(jì)算該黃化機(jī)攪拌軸的基本工況參數(shù)如表3所示。

圖4 某黃化機(jī)的實(shí)測(cè)功率Fig.4 The measured power of the xanthator

表3 某黃化機(jī)攪拌軸的基礎(chǔ)工況參數(shù)Table 3 Parameters of basic working condition of agitator shaft of the xanthator

2.1.2 攪拌軸應(yīng)力分布

建立攪拌軸CAE模型并將其導(dǎo)入ANSYS Workbench平臺(tái)；攪拌軸右端與聯(lián)軸器連接處采用固定約束(fixed support)，兩端安裝軸承處采用圓柱約束(cylindrical support)；根據(jù)攪拌軸實(shí)際工作狀態(tài)，支撐臂及大小葉片攪拌物料時(shí)，并非單位面積均勻受力，故通過(guò)施加流體靜壓力(hydrostatic pressure)來(lái)模擬其結(jié)構(gòu)上所承流體載荷。單個(gè)支撐臂上施加的載荷如圖5所示，整體攪拌軸約束及載荷分布如圖6所示。

圖5 單個(gè)支撐臂上所施加的載荷Fig.5 Load of a single support arm

圖6 攪拌軸上的載荷分布Fig.6 Loads distribution of agitator shaft

攪拌軸有限元分析結(jié)果如下：

(1)攪拌軸在工作阻力作用下，聯(lián)軸器固定處產(chǎn)生的最大反作用力矩為198 050 N·m，與根據(jù)實(shí)際測(cè)試所得的最大功率確定的最大扭矩(198 428 N·m)的相對(duì)誤差僅為δ=0.191%，如圖7所示。說(shuō)明圖6所示模擬攪拌軸工作狀態(tài)時(shí)施加的分布載荷正確。

圖7 攪拌軸支撐反力矩Fig.7 Reaction torque of agitator shaft

(2)攪拌軸在工作中受工作載荷和重力作用發(fā)生變形，如圖8所示。由圖8可知，受工作載荷作用，攪拌軸的支撐臂發(fā)生扭曲變形。攪拌軸各支撐臂同時(shí)承受彎曲和扭轉(zhuǎn)作用，并將該彎曲及扭轉(zhuǎn)效應(yīng)傳遞給中心軸段，隨著攪拌進(jìn)程產(chǎn)生彎扭耦合交變載荷。

圖8 攪拌軸受力變形Fig.8 Deformation of agitator shaft

(3)攪拌軸在工作中受力發(fā)生變形并產(chǎn)生應(yīng)力，等效應(yīng)力及剪應(yīng)力分布如圖9所示。

由圖9可知：對(duì)于中心主軸，越靠近驅(qū)動(dòng)端，應(yīng)力越大，最大等效應(yīng)力發(fā)生在靠近聯(lián)軸器的軸端，為76.865 MPa，對(duì)應(yīng)同部位剪應(yīng)力為40.236 MPa。在攪拌軸中心軸段，最大等效應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為43.885和30.907 MPa，可見(jiàn)在支撐臂與主軸的焊趾處，形成較大應(yīng)力區(qū)，然而該處完全采用焊接連接方式，其焊接質(zhì)量和應(yīng)力集中效應(yīng)對(duì)攪拌軸疲勞破壞及斷裂失效的影響極大。整個(gè)攪拌軸的最大應(yīng)力發(fā)生在大葉片與支撐臂連接處(即Max處)，最大等效應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為118.93和49.092 MPa，該處采用榫槽結(jié)構(gòu)為主、焊接為輔的連接方式，工作阻力主要由結(jié)構(gòu)連接承擔(dān)，該結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度足夠且焊接質(zhì)量及應(yīng)力集中效應(yīng)對(duì)攪拌軸疲勞破壞及斷裂失效的影響較小。由此可見(jiàn)，攪拌軸工作中受彎扭耦合交變載荷影響，在主軸與支撐臂的焊接連接處應(yīng)力較大，此位置與圖2中攪拌軸產(chǎn)生疲勞破壞裂紋位置相吻合。

圖9 攪拌軸等效應(yīng)力及剪應(yīng)力分布Fig.9 Equivalent stress and shear stress distribution of agitator shaft

2.2 攪拌軸焊接接頭缺陷檢測(cè)

由于黃化機(jī)攪拌軸易產(chǎn)生裂紋的位置正是焊接處，故有必要對(duì)攪拌軸焊接接頭的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。鑒于攪拌軸體積較大，直接對(duì)其進(jìn)行試件采集并不經(jīng)濟(jì)，故運(yùn)用相似性設(shè)計(jì)理論[18]對(duì)攪拌軸易出現(xiàn)裂紋的焊接接頭試件進(jìn)行相似性設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)有Q345鋼的尺寸參數(shù)取長(zhǎng)度縮尺CL=1.339。采用與黃化機(jī)攪拌軸相同的機(jī)器人焊接工藝和參數(shù)制作小型試件，攪拌軸焊接接頭試件實(shí)物圖如圖10所示。隨后，將試件用線切割機(jī)切割成若干小塊切片，保留關(guān)鍵部位試件。取其中兩塊進(jìn)行試驗(yàn)：一塊是未經(jīng)熱處理的焊接接頭切片(厚度為12 mm)，記為試樣Ⅰ，如圖11(a)所示；另一塊是經(jīng)退火處理的焊接接頭切片(厚度為12 mm)，記為試樣Ⅱ，如圖11(b)所示。

圖10 攪拌軸焊接接頭試件Fig.10 Welded joint specimen of agitator shaft

圖11 攪拌軸焊接接頭試樣Fig.11 Welded joint samples of agitator shaft

在體式顯微鏡下觀察試樣Ⅰ和試樣Ⅱ的表觀形貌以對(duì)其焊接缺陷進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖12所示。由圖12可知，試樣Ⅰ和Ⅱ的焊縫內(nèi)均有明顯的氣孔、夾渣等焊接缺陷，可見(jiàn)采用相同的焊接工藝進(jìn)行焊接時(shí)，退火熱處理無(wú)法去除氣孔、夾渣類焊接缺陷。攪拌軸易產(chǎn)生裂紋部位存在初始焊接缺陷，這將引起攪拌軸局部應(yīng)力集中，從而先在缺陷處產(chǎn)生微裂紋，微裂紋再沿焊縫方向擴(kuò)展成裂縫，最終致使攪拌軸疲勞破壞或斷裂失效。

圖12 攪拌軸焊接接頭試樣缺陷檢測(cè)Fig.12 Defect detection of welded joint samples of agitator shaft

綜上所述，導(dǎo)致主軸與支撐臂連接處疲勞破壞或斷裂失效的主要原因是彎扭耦合交變載荷下連接處的應(yīng)力集中和焊接缺陷。

3 黃化機(jī)攪拌軸疲勞壽命估算

根據(jù)黃化機(jī)攪拌軸的斷裂成因，提出攪拌軸在焊接無(wú)初始裂紋和有初始裂紋兩種情況下的疲勞壽命估算方法，以期為制定攪拌軸焊接工藝、評(píng)定焊接質(zhì)量提供參考。

3.1 無(wú)初始焊接裂紋的攪拌軸疲勞壽命估算

黃化機(jī)攪拌軸各部位的安全系數(shù)和疲勞壽命計(jì)算參數(shù)因攪拌軸結(jié)構(gòu)、應(yīng)力大小、連接方式的不同而不同。在攪拌軸焊縫質(zhì)量達(dá)到二級(jí)及以上的情況下[19]，即無(wú)初始焊接裂紋等缺陷時(shí)，根據(jù)表1中材料的屈服強(qiáng)度及圖9中攪拌軸的等效應(yīng)力計(jì)算各部位安全系數(shù)，結(jié)果如表4所示。

表4 攪拌軸各部位安全系數(shù)Table 4 Safety factor of some parts of agitator shaft

從靜強(qiáng)度的角度測(cè)算，攪拌軸各部位安全系數(shù)均滿足工程要求，但攪拌軸在低速大功率攪拌過(guò)程中，扭矩最大且會(huì)產(chǎn)生彎扭耦合交變載荷。對(duì)于直接承受動(dòng)應(yīng)力載荷重復(fù)作用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其焊接部位，當(dāng)應(yīng)力變化循環(huán)次數(shù)N≥5×104時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算，如式(1)所示。

(1)

式中：N為應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；C、β為計(jì)算參數(shù)，依據(jù)構(gòu)件和連接類別來(lái)選取[9]；Δσ為應(yīng)力幅，對(duì)于焊接部位Δσ=σmax-σmin，對(duì)于非焊接部位，Δσ=σmax-0.7σmin，σmax為最大應(yīng)力，σmin為最小應(yīng)力。

由式(1)可知，對(duì)攪拌軸上3處應(yīng)力較大且受彎扭耦合交變載荷作用的部位進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算，結(jié)果如表5所示。表5中，因支撐臂與主軸焊趾處出現(xiàn)應(yīng)力集中，故在壽命估算中σmin采用偏保守的取值；從壽命估算結(jié)果看，攪拌軸聯(lián)軸器連接處疲勞壽命達(dá)127.6年，可認(rèn)為屬于無(wú)限壽命。最早疲勞失效的是支撐臂與主軸角焊處，疲勞壽命為10.6年，可見(jiàn)若攪拌軸焊接無(wú)初始裂紋等焊接缺陷，將能夠滿足10年壽命的設(shè)計(jì)要求。但若焊縫區(qū)域存在初始裂紋等焊接缺陷，應(yīng)根據(jù)斷裂學(xué)理論，對(duì)攪拌軸壽命做進(jìn)一步估算。

表5 攪拌軸疲勞壽命計(jì)算(無(wú)初始焊接裂紋缺陷)Table 5 Fatigue life calculation of agitator shaft(no initial welding cracks defect)

3.2 有初始焊接裂紋的攪拌軸疲勞壽命估算

在工程實(shí)踐中，構(gòu)件在加工過(guò)程中會(huì)形成多種制造缺陷，此時(shí)裂紋擴(kuò)展壽命將占據(jù)構(gòu)件總壽命的主導(dǎo)地位。其中最為典型的是焊接構(gòu)件，受?chē)?yán)重焊接缺陷、應(yīng)力集中等因素的影響，可近似認(rèn)為裂紋擴(kuò)展壽命相當(dāng)于構(gòu)件的總壽命。若黃化機(jī)攪拌軸焊接存在初始裂紋等缺陷，在較大交變載荷的作用下，裂紋的長(zhǎng)度將隨作用次數(shù)的增加而不斷擴(kuò)展，直至攪拌軸疲勞破壞或斷裂失效。

用于估算構(gòu)件的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命的基本數(shù)據(jù)是材料的裂紋擴(kuò)展速率，通常以帕瑞斯公式及福曼公式等[20]表示，修正后的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命公式為

(2)

式中：ac為裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度；a0為初始裂紋長(zhǎng)度；對(duì)于鋼，取C=9.52×10-12，n=3[20]。

根據(jù)式(2)編制計(jì)算程序，求取不同長(zhǎng)度下的初始裂紋擴(kuò)展進(jìn)程數(shù)據(jù)，繪制裂紋擴(kuò)展壽命曲線如圖13所示。由圖13可知：在初始裂紋長(zhǎng)度一定的情況下，隨著裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的增加，擴(kuò)展速度在5年內(nèi)急劇上升，隨后擴(kuò)展速度變慢并趨于平緩；不同初始裂紋長(zhǎng)度下，初始裂紋越長(zhǎng)，裂紋擴(kuò)展速度越快。

圖13 裂紋擴(kuò)展壽命曲線Fig.13 Crack growth life curve

由圖13還可知，將由焊接缺陷所導(dǎo)致的初始裂紋控制在0.20 mm以下，才能滿足黃化機(jī)攪拌軸10年設(shè)計(jì)壽命的要求。對(duì)于該型黃化機(jī)攪拌軸使用不到3年就會(huì)發(fā)生斷裂失效亟需返修的問(wèn)題，推測(cè)是因?yàn)閿嚢栎S存在長(zhǎng)度至少0.90 mm的初始焊接裂紋。若焊接初始裂紋長(zhǎng)度達(dá)0.90 mm及以上而未察覺(jué)且不加以控制，裂紋從初始時(shí)的0.90 mm擴(kuò)展至斷裂失效返修的20 mm僅需3～4年，這與實(shí)際情況非常一致。

4 結(jié) 語(yǔ)

提出一種黃化機(jī)攪拌軸焊接缺陷分析和壽命估算的程式操作方法。利用有限元分析法和試驗(yàn)檢測(cè)法對(duì)缺陷成因進(jìn)行剖析，根據(jù)焊接質(zhì)量等級(jí)和有無(wú)裂紋等初始焊接缺陷，分別采用容許應(yīng)力幅法或裂紋擴(kuò)展壽命估算法對(duì)焊接件進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)。主要得出以下結(jié)論：

(1)攪拌軸斷裂失效的原因是主軸和支撐臂焊趾受力較大處存在應(yīng)力集中，以及焊接區(qū)域存在的初始焊接缺陷。

(2)在焊接攪拌軸時(shí)，無(wú)初始焊接裂紋缺陷的情況下，采用容許應(yīng)力幅法計(jì)算攪拌軸壽命至少10年；在有初始焊接裂紋缺陷的情況下，根據(jù)裂紋擴(kuò)展速率，初始裂紋≤0.20 mm，裂紋擴(kuò)展至需要返修的20 mm，攪拌軸壽命可在10年以上；而當(dāng)初始裂紋≥0.90 mm，裂紋擴(kuò)展至需要返修的20 mm，攪拌軸壽命僅有3～4年。