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中空双壁波纹管开裂断裂原因

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中空双壁波纹管开裂断裂原因

发布日期:2018-03-28 编辑:山东大禹管业有限企业 点击:

由微观描画调查和化学成分分析作用可知:在中空双壁波纹管裂纹周围未发现夹渣、气孔、疏松等冶金缺陷;波纹管的化学成分符合标准要求。奥氏体不锈钢的敏化温度区间为450~850℃, 在该温度范围内铬元素简略在晶界附近富集, 构成M23C6型碳化物, 然后导致晶界附近出现贫铬区, 使晶间的耐腐蚀才干急剧下降, 在腐蚀介质作用下发生晶间腐蚀。研讨标明, Inconel 800合金退火温度在550~800℃范围内, 随退火温度的升高, 敏化度先上升后下降。失效波纹管的作业温度为500℃左右, 接近于敏化温度区间, 一同晶界处的分出物首要为富铬的M23C6型碳化物, 这符合"贫铬理论"。

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由裂纹和断口描画的分析可知:中空双壁波纹管裂纹的发生是晶间腐蚀和应力腐蚀联合作用的作用, 且优先发生晶间腐蚀;中空双壁波纹管断口首要为沿晶开裂特征, 断口腐蚀产品中硫元素含量较高。在石化行业中, 连多硫酸环境简略引起设备发生应力腐蚀裂纹, 连多硫酸一般是加工含硫原油的设备在停工期间, 残留在设备中的含硫腐蚀产品与水和氧反应生成的。由连多硫酸引起的应力腐蚀裂纹呈沿晶特征, 并且波纹管的作业介质中含有烃类、水蒸气、必定量的含硫物质, 这就为连多硫酸的构成供应了条件, 因此该波纹管失效的原由于连多硫酸构成的应力腐蚀开裂。在连多硫酸介质中, 铬在晶界上富集而构成贫铬区后, 基体和晶界上的碳化铬之间所构成的微电池使贫铬区优先溶解, 然后发生晶间腐蚀。

与一般的压力容器比较, 中空双壁波纹管的作业情况更恶劣, 除了要承受作业温度、压力、介质的作用, 还会发生较大的变形。波纹管通过变形来供应管道补偿所需求的位移, 位移导致波纹管发生较高的轴向应力和弯曲应力, 使得裂纹以横向裂纹为主, 并存在一些与横向裂纹呈必定角度的斜裂纹。在许多情况下, 波纹管还会遭到机械振荡以及管道内介质活动时所引起的振荡作用, 一同管道、介质、保温资料的自重作用会引起波纹管发生必定的弯矩, 因此波纹管在作业时的应力情况十分复杂。由此可知, 晶间腐蚀所发生的微裂纹为裂纹源, 在应力作用下, 微裂纹扩展并导致应力腐蚀裂纹的构成。

此外, 波纹管组织的晶粒比较粗大, 对资料的功用会发生倒霉的影响, 一同晶界的强度也急剧下降。因此, 在应力和腐蚀介质的一同作用下, 晶粒粗大将增大晶间腐蚀倾向, 并加快裂纹的扩展。

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结论与方法

(1) 中空双壁波纹管裂纹发生的首要原因是由于波纹管在使用过程中发生敏化现象, 并处于停工期间所发生的连多硫酸介质中, 沿晶界分出M23C6型碳化物, 铬在晶界上富集并构成贫铬区, 然后发生晶间腐蚀, 所发生的晶间微裂纹为裂纹源;在应力作用下, 微裂纹扩展并导致应力腐蚀裂纹的构成。

(2) 建议前进该中空双壁波纹管的作业温度, 避开敏化温度区间, 削减铬在晶界上的集合;停工期间坚持设备单调, 控制氧含量, 防止连多硫酸腐蚀环境的发生。

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