分析中空壁纏繞增強(qiáng)管破裂及開(kāi)裂的原因
信息來(lái)源：m.taxisapa.net 發(fā)布時(shí)間：2021.01.23
破裂、開(kāi)裂、開(kāi)裂原因剖析
由微觀描摹調(diào)查和化學(xué)成分剖析成果可知：在中空壁纏繞管裂紋周圍未發(fā)現(xiàn)夾渣、氣孔、疏松等冶金缺點(diǎn);中空壁纏繞管的化學(xué)成分契合規(guī)范要求。奧氏體不銹鋼的敏化溫度區(qū)間為450~850℃, 在該溫度范圍內(nèi)鉻元素簡(jiǎn)單在晶界鄰近富集, 構(gòu)成M23C6型碳化物, 然后導(dǎo)致晶界鄰近出現(xiàn)貧鉻區(qū), 使晶間的耐腐蝕才能急劇下降, 在腐蝕介質(zhì)效果下發(fā)生晶間腐蝕。研討表明, Inconel 800合金退火溫度在550~800℃范圍內(nèi), 隨退火溫度的升高, 敏化度先上升后下降。失效中空壁纏繞管的作業(yè)溫度為500℃左右, 接近于敏化溫度區(qū)間, 一起晶界處的析出物主要為富鉻的M23C6型碳化物, 這契合"貧鉻理論"。
由裂紋和斷口描摹的剖析可知:中空壁纏繞管裂紋的發(fā)生是晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕聯(lián)合效果的成果, 且優(yōu)先發(fā)生晶間腐蝕;中空壁纏繞管斷口主要為沿晶開(kāi)裂特征, 斷口腐蝕產(chǎn)物中硫元素含量較高。在石化職業(yè)中, 連多硫酸環(huán)境簡(jiǎn)單引起設(shè)備發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋, 連多硫酸一般是加工含硫原油的設(shè)備在罷工期間, 殘留在設(shè)備中的含硫腐蝕產(chǎn)物與水和氧反應(yīng)生成的。由連多硫酸引起的應(yīng)力腐蝕裂紋呈沿晶特征, 并且中空壁纏繞管的作業(yè)介質(zhì)中含有烴類、水蒸氣、某些量的含硫物質(zhì), 這就為連多硫酸的構(gòu)成提供了條件, 因而該中空壁纏繞管失效的原因?yàn)檫B多硫酸造成的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。在連多硫酸介質(zhì)中, 鉻在晶界上富集而構(gòu)成貧鉻區(qū)后, 基體和晶界上的碳化鉻之間所構(gòu)成的微電池使貧鉻區(qū)優(yōu)先溶解, 然后發(fā)生晶間腐蝕。
與普通的壓力容器比較, 中空壁纏繞管的作業(yè)狀況更惡劣, 除了要接受作業(yè)溫度、壓力、介質(zhì)的效果, 還會(huì)發(fā)生較大的變形。中空壁纏繞管通過(guò)變形來(lái)提供管道補(bǔ)償所需求的位移, 位移導(dǎo)致中空壁纏繞管發(fā)生較高的軸向應(yīng)力和彎曲應(yīng)力, 使得裂紋以橫向裂紋為主, 并存在一些與橫向裂紋呈某些視點(diǎn)的斜裂紋。在很多情況下, 中空壁纏繞管還會(huì)受到機(jī)械振蕩以及管道內(nèi)介質(zhì)活動(dòng)時(shí)所引起的振蕩效果, 一起管道、介質(zhì)、保溫資料的自重效果會(huì)引起中空壁纏繞管發(fā)生一些彎矩, 因而中空壁纏繞管在作業(yè)時(shí)的應(yīng)力狀況十分復(fù)雜。由此可知, 晶間腐蝕所發(fā)生的微裂紋為裂紋源, 在應(yīng)力效果下, 微裂紋擴(kuò)展并導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋的構(gòu)成。
此外, 中空壁纏繞管組織的晶粒比較粗大, 對(duì)資料的性能會(huì)發(fā)生晦氣的影響, 一起晶界的強(qiáng)度也急劇下降。因而, 在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同效果下, 晶粒粗大將增大晶間腐蝕傾向, 并加快裂紋的擴(kuò)展。
定論與措施
(1) 中空壁纏繞管裂紋發(fā)生的主要原因是因?yàn)橹锌毡诶p繞管在使用過(guò)程中發(fā)生敏化現(xiàn)象, 并處于罷工期間所發(fā)生的連多硫酸介質(zhì)中, 沿晶界析出M23C6型碳化物, 鉻在晶界上富集并構(gòu)成貧鉻區(qū), 然后發(fā)生晶間腐蝕, 所發(fā)生的晶間微裂紋為裂紋源;在應(yīng)力效果下, 微裂紋擴(kuò)展并導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋的構(gòu)成。
(2) 建議進(jìn)步該中空壁纏繞管的作業(yè)溫度, 避開(kāi)敏化溫度區(qū)間, 減少鉻在晶界上的集合;罷工期間堅(jiān)持設(shè)備枯燥, 操控氧含量, 防止連多硫酸腐蝕環(huán)境的發(fā)生。
由微觀描摹調(diào)查和化學(xué)成分剖析成果可知：在中空壁纏繞管裂紋周圍未發(fā)現(xiàn)夾渣、氣孔、疏松等冶金缺點(diǎn);中空壁纏繞管的化學(xué)成分契合規(guī)范要求。奧氏體不銹鋼的敏化溫度區(qū)間為450~850℃, 在該溫度范圍內(nèi)鉻元素簡(jiǎn)單在晶界鄰近富集, 構(gòu)成M23C6型碳化物, 然后導(dǎo)致晶界鄰近出現(xiàn)貧鉻區(qū), 使晶間的耐腐蝕才能急劇下降, 在腐蝕介質(zhì)效果下發(fā)生晶間腐蝕。研討表明, Inconel 800合金退火溫度在550~800℃范圍內(nèi), 隨退火溫度的升高, 敏化度先上升后下降。失效中空壁纏繞管的作業(yè)溫度為500℃左右, 接近于敏化溫度區(qū)間, 一起晶界處的析出物主要為富鉻的M23C6型碳化物, 這契合"貧鉻理論"。
由裂紋和斷口描摹的剖析可知:中空壁纏繞管裂紋的發(fā)生是晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕聯(lián)合效果的成果, 且優(yōu)先發(fā)生晶間腐蝕;中空壁纏繞管斷口主要為沿晶開(kāi)裂特征, 斷口腐蝕產(chǎn)物中硫元素含量較高。在石化職業(yè)中, 連多硫酸環(huán)境簡(jiǎn)單引起設(shè)備發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋, 連多硫酸一般是加工含硫原油的設(shè)備在罷工期間, 殘留在設(shè)備中的含硫腐蝕產(chǎn)物與水和氧反應(yīng)生成的。由連多硫酸引起的應(yīng)力腐蝕裂紋呈沿晶特征, 并且中空壁纏繞管的作業(yè)介質(zhì)中含有烴類、水蒸氣、某些量的含硫物質(zhì), 這就為連多硫酸的構(gòu)成提供了條件, 因而該中空壁纏繞管失效的原因?yàn)檫B多硫酸造成的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。在連多硫酸介質(zhì)中, 鉻在晶界上富集而構(gòu)成貧鉻區(qū)后, 基體和晶界上的碳化鉻之間所構(gòu)成的微電池使貧鉻區(qū)優(yōu)先溶解, 然后發(fā)生晶間腐蝕。
與普通的壓力容器比較, 中空壁纏繞管的作業(yè)狀況更惡劣, 除了要接受作業(yè)溫度、壓力、介質(zhì)的效果, 還會(huì)發(fā)生較大的變形。中空壁纏繞管通過(guò)變形來(lái)提供管道補(bǔ)償所需求的位移, 位移導(dǎo)致中空壁纏繞管發(fā)生較高的軸向應(yīng)力和彎曲應(yīng)力, 使得裂紋以橫向裂紋為主, 并存在一些與橫向裂紋呈某些視點(diǎn)的斜裂紋。在很多情況下, 中空壁纏繞管還會(huì)受到機(jī)械振蕩以及管道內(nèi)介質(zhì)活動(dòng)時(shí)所引起的振蕩效果, 一起管道、介質(zhì)、保溫資料的自重效果會(huì)引起中空壁纏繞管發(fā)生一些彎矩, 因而中空壁纏繞管在作業(yè)時(shí)的應(yīng)力狀況十分復(fù)雜。由此可知, 晶間腐蝕所發(fā)生的微裂紋為裂紋源, 在應(yīng)力效果下, 微裂紋擴(kuò)展并導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋的構(gòu)成。
此外, 中空壁纏繞管組織的晶粒比較粗大, 對(duì)資料的性能會(huì)發(fā)生晦氣的影響, 一起晶界的強(qiáng)度也急劇下降。因而, 在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同效果下, 晶粒粗大將增大晶間腐蝕傾向, 并加快裂紋的擴(kuò)展。
定論與措施
(1) 中空壁纏繞管裂紋發(fā)生的主要原因是因?yàn)橹锌毡诶p繞管在使用過(guò)程中發(fā)生敏化現(xiàn)象, 并處于罷工期間所發(fā)生的連多硫酸介質(zhì)中, 沿晶界析出M23C6型碳化物, 鉻在晶界上富集并構(gòu)成貧鉻區(qū), 然后發(fā)生晶間腐蝕, 所發(fā)生的晶間微裂紋為裂紋源;在應(yīng)力效果下, 微裂紋擴(kuò)展并導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋的構(gòu)成。
(2) 建議進(jìn)步該中空壁纏繞管的作業(yè)溫度, 避開(kāi)敏化溫度區(qū)間, 減少鉻在晶界上的集合;罷工期間堅(jiān)持設(shè)備枯燥, 操控氧含量, 防止連多硫酸腐蝕環(huán)境的發(fā)生。
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