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。當不銹(xiu)鋼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(cai)料常見(jian)的在(zai)役過(guo)程中形成的缺陷位置及成因見(jian)表1-4。


表 4.jpg


1. 疲(pi)勞(lao)裂紋


  疲勞裂(lie)紋(wen)是由(you)周期性加載應力形成的(de),這(zhe)種(zhong)應力值雖然(ran)低于(yu)材料的(de)極限(xian)抗拉強度(du),但還是足以產生裂(lie)紋(wen)或使原(yuan)有的(de)裂(lie)紋(wen)擴展。


  疲勞(lao)裂紋(wen)可以從諸(zhu)如(ru)機加工(gong)痕跡或刀痕處、材料表面或附近的(de)(de)非金(jin)屬(shu)夾雜物、空隙、孔(kong)、槽等高應力區形成,甚至(zhi)也會在(zai)光(guang)滑的(de)(de)表面上(shang)產(chan)生。


  隨著承(cheng)受(shou)的(de)應力(li)強度(du)增加,疲勞裂(lie)(lie)紋(wen)首先在裂(lie)(lie)紋(wen)尖(jian)端開始擴展,然后隨每個(ge)周期應力(li)而逐(zhu)漸增大,其增量正比于(yu)應力(li)強度(du),這種過(guo)程一直持(chi)續到(dao)此應力(li)強度(du)到(dao)達臨(lin)界(jie)(jie)值(zhi)而發生斷裂(lie)(lie)為(wei)止(zhi)。應力(li)強度(du)臨(lin)界(jie)(jie)值(zhi)也(ye)稱斷裂(lie)(lie)韌(ren)度(du),每種材料的(de)斷裂(lie)(lie)韌(ren)度(du)不相(xiang)同。


2. 應力腐蝕裂紋


  應力腐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(ao)氏體不(bu)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。


  應力腐蝕產(chan)生的脆性斷裂(lie),可(ke)以(yi)是(shi)晶(jing)間的,也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)穿晶(jing)的,這取決于(yu)合金(jin)的種類和腐蝕環境。在大多數(shu)情況(kuang)下,微細的裂(lie)紋往(wang)往(wang)透(tou)入部件(jian)的橫截(jie)面(mian)(mian),而在表(biao)面(mian)(mian)上只是(shi)顯示一(yi)點腐蝕痕跡。


  為了(le)保(bao)持最小(xiao)的應力強度,必須注意防(fang)止應力集(ji)中,如刀痕、電弧坑和接近表面的大型(xing)非金屬夾雜(za)物(wu)。


3. 氫裂紋


  氫(qing)(qing)裂紋(wen)或(huo)(huo)(huo)(huo)氫(qing)(qing)脆是一種機械斷裂,是由于部件在氫(qing)(qing)介(jie)質(zhi)的(de)腐(fu)蝕環境中(zhong)使用并(bing)同(tong)時(shi)加載(zai)應(ying)力或(huo)(huo)(huo)(huo)殘余應(ying)力而形成的(de)。氫(qing)(qing)介(jie)質(zhi)可(ke)通過(guo)諸如電鍍(du)、酸洗(xi)、潮濕(shi)空氣中(zhong)施焊或(huo)(huo)(huo)(huo)它自身溶(rong)解(jie)滲入材料等過(guo)程產生,也可(ke)能來自腐(fu)蝕,如硫化(hua)氫(qing)(qing)、氫(qing)(qing)氣、水、沼氣或(huo)(huo)(huo)(huo)氨等。


  如果材料(liao)表(biao)面沒有裂(lie)紋(wen)或(huo)不存在(zai)高(gao)應(ying)力處(chu),則(ze)氫可以擴散(san)進入金屬,導(dao)(dao)致(zhi)金屬材料(liao)常在(zai)近表(biao)面處(chu)開(kai)裂(lie),因為此處(chu)形成三維應(ying)力的(de)空間最大(da)。在(zai)低強(qiang)度(du)合金中,由此導(dao)(dao)致(zhi)開(kai)裂(lie)的(de)空間,稱為氫氣(qi)泡。


  假(jia)如裂紋(wen)早已存在,則可(ke)以很容(rong)易地看(kan)到氫(qing)引起的裂紋(wen)有一個共(gong)同的特點,即(ji)在原裂紋(wen)尖端開裂擴展。


  在(zai)許(xu)多實例(li)中,氫早在(zai)部件投(tou)入使用之前就(jiu)已存在(zai)于金(jin)屬內部,因為材料開始凝固和施(shi)焊期間,氫很容易被熔化金(jin)屬吸收滲入;在(zai)高(gao)溫和在(zai)某些情況下,氫的溶解(jie)度非(fei)常之高(gao),以致冷卻時金(jin)屬具(ju)有(you)的氫已呈飽和狀(zhuang)態。


  氫(qing)裂(lie)(lie)紋沿(yan)晶界分(fen)布,很少(shao)呈(cheng)分(fen)叉狀。當這(zhe)種裂(lie)(lie)紋由于(yu)氣泡或靜態(tai)載荷形成時(shi),它總(zong)是位(wei)(wei)于(yu)部件表(biao)面之下。氫(qing)裂(lie)(lie)紋還(huan)可以出現在部件皮下或應力高的部位(wei)(wei)。


4. 腐蝕坑


  應用于石油(you)行業的(de)不(bu)銹鋼管構件,如鉆桿(gan)、套(tao)管、輸(shu)油(you)管道(dao)等(deng),當輸(shu)送石油(you)、鉆井(jing)液等(deng)流動(dong)腐(fu)(fu)蝕(shi)介質時,不(bu)銹鋼管會受(shou)到(dao)腐(fu)(fu)蝕(shi)和沖刷(shua)作用,并且部分構件所受(shou)應力復雜,容(rong)易產(chan)生腐(fu)(fu)蝕(shi)坑,使(shi)不(bu)銹鋼管管壁減薄。在某些惡(e)劣的(de)工(gong)作環境下,腐(fu)(fu)蝕(shi)坑進一步(bu)擴展(zhan),可能產(chan)生刺(ci)穿,從(cong)而使(shi)構件失效。




聯系方式.jpg