部件的使用壽命與工作環境(機械和化學的)、維修質量和設計有關。由于不銹鋼管構件工作環境復雜,產生缺陷的原因也不盡相同。當不(bu)銹鋼(gang)管部件使用一段時間之后,需要對其進行質量檢測與評價,以預測其使用壽命,之后根據不銹鋼管檢測質量可采取降級使用、維修或報廢處理等措施。


  鐵(tie)磁性材料常見的在役過程中(zhong)形成的缺陷位(wei)置及成因見表1-4。


表 4.jpg


1. 疲勞裂紋


  疲勞裂(lie)紋(wen)是(shi)由周(zhou)期(qi)性加(jia)載(zai)應(ying)力形(xing)成的,這種應(ying)力值(zhi)雖然低于材(cai)料的極限抗拉強(qiang)度(du),但還是(shi)足(zu)以產生裂(lie)紋(wen)或(huo)使原有的裂(lie)紋(wen)擴展。


  疲(pi)勞裂紋可以從諸如機加工痕(hen)跡或(huo)刀痕(hen)處、材料表(biao)面或(huo)附(fu)近的非(fei)金屬夾雜物、空隙、孔、槽等高應力區形成(cheng),甚至也會(hui)在(zai)光滑(hua)的表(biao)面上產生(sheng)。


  隨(sui)著承受(shou)的應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du)增(zeng)加,疲(pi)勞裂(lie)紋首先在裂(lie)紋尖端(duan)開始擴(kuo)展,然后隨(sui)每個周(zhou)期應(ying)力(li)而逐漸(jian)增(zeng)大,其增(zeng)量正比于應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du),這種(zhong)過(guo)程一直持續到此應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du)到達臨界值而發(fa)生斷裂(lie)為止(zhi)。應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du)臨界值也稱斷裂(lie)韌度(du),每種(zhong)材料的斷裂(lie)韌度(du)不相同。


2. 應力(li)腐蝕(shi)裂紋


  應力腐(fu)蝕裂紋是一種機械斷裂,是拉伸靜載荷與環境腐蝕共同影響的結果。這里所述的應力,既包括實際施加的,也包括殘余應力。之所以產生殘余應力,其中最普遍的一個原因就是焊縫金屬冷卻時收縮所致。


  環境腐蝕對不同材料的作用有所不同,就某些普通材料而言,能被環境腐蝕的有:暴露在咸水中的鋁和奧氏體不銹鋼,暴露在氨中的銅及其合金,以及暴露在氫氧化鈉中的軟鋼。


  應(ying)力腐(fu)蝕產生的(de)(de)(de)(de)脆性斷裂(lie),可以是晶間的(de)(de)(de)(de),也可以是穿(chuan)晶的(de)(de)(de)(de),這取(qu)決于(yu)合(he)金的(de)(de)(de)(de)種類(lei)和(he)腐(fu)蝕環境。在大多數情況下,微細的(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋往(wang)往(wang)透入部件的(de)(de)(de)(de)橫截(jie)面,而(er)在表(biao)面上只是顯示一(yi)點腐(fu)蝕痕跡(ji)。


  為了保持(chi)最小(xiao)的(de)應力強度,必(bi)須注意防止應力集中,如刀痕、電弧坑和接近表面的(de)大型非金屬夾雜物。


3. 氫裂紋(wen)


  氫(qing)裂紋(wen)或氫(qing)脆(cui)是(shi)一種機(ji)械(xie)斷裂,是(shi)由(you)于部件在(zai)氫(qing)介質(zhi)的腐(fu)蝕環境中使(shi)用并同時加載應(ying)力(li)或殘余應(ying)力(li)而形成的。氫(qing)介質(zhi)可通(tong)過諸如電(dian)鍍、酸洗、潮濕空氣(qi)中施焊或它自身溶(rong)解滲入材(cai)料等過程產生,也可能(neng)來自腐(fu)蝕,如硫化氫(qing)、氫(qing)氣(qi)、水、沼氣(qi)或氨等。


  如果(guo)材料表面(mian)沒有裂(lie)紋或不(bu)存在高應(ying)力處(chu),則(ze)氫(qing)可以擴(kuo)散進入(ru)金屬,導致金屬材料常在近表面(mian)處(chu)開裂(lie),因為此處(chu)形成(cheng)三維應(ying)力的空間最大。在低強度合金中,由此導致開裂(lie)的空間,稱(cheng)為氫(qing)氣泡。


  假如裂(lie)紋早已(yi)存在(zai),則(ze)可以很容易地(di)看到(dao)氫引起的(de)裂(lie)紋有一個共同(tong)的(de)特點,即在(zai)原裂(lie)紋尖(jian)端開裂(lie)擴展。


  在許多實(shi)例中,氫(qing)早在部件投入使用之(zhi)前(qian)就已存(cun)在于金屬(shu)內部,因為(wei)材料開始凝固和施焊期間,氫(qing)很容易被(bei)熔化(hua)金屬(shu)吸收(shou)滲入;在高溫和在某些情況下,氫(qing)的溶解(jie)度(du)非常之(zhi)高,以致冷卻時金屬(shu)具有的氫(qing)已呈飽和狀態。


  氫裂(lie)紋(wen)沿晶界分布,很少呈分叉狀。當這種裂(lie)紋(wen)由于氣泡或(huo)(huo)靜態載荷形成時(shi),它(ta)總是位于部件表面(mian)之下。氫裂(lie)紋(wen)還可以出(chu)現在(zai)部件皮下或(huo)(huo)應(ying)力高的部位。


4. 腐蝕坑


  應用于石油(you)(you)行業的不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)構(gou)件,如鉆(zhan)桿(gan)、套(tao)管(guan)(guan)(guan)、輸油(you)(you)管(guan)(guan)(guan)道等(deng),當輸送(song)石油(you)(you)、鉆(zhan)井液等(deng)流動腐蝕(shi)(shi)介質時,不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)會受(shou)(shou)到腐蝕(shi)(shi)和(he)沖刷作(zuo)用,并且部(bu)分構(gou)件所受(shou)(shou)應力復雜,容易(yi)產生腐蝕(shi)(shi)坑(keng),使不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)壁減薄。在某些惡劣(lie)的工作(zuo)環境下(xia),腐蝕(shi)(shi)坑(keng)進一步擴展,可(ke)能產生刺(ci)穿,從而(er)使構(gou)件失(shi)效。




聯系方式.jpg