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。


  鐵磁性材料常見的在役過(guo)程中形成的缺陷位(wei)置及(ji)成因見表(biao)1-4。


表 4.jpg


1. 疲勞裂紋


  疲(pi)勞裂(lie)(lie)紋(wen)是由周(zhou)期(qi)性加載(zai)應力形成的,這種應力值雖然(ran)低于材(cai)料的極(ji)限抗(kang)拉強度,但還(huan)是足以產生裂(lie)(lie)紋(wen)或使(shi)原(yuan)有的裂(lie)(lie)紋(wen)擴展。


  疲(pi)勞裂紋(wen)可(ke)以從諸(zhu)如機加(jia)工痕跡或(huo)刀痕處、材料表面或(huo)附近的非金(jin)屬夾雜(za)物、空隙、孔、槽(cao)等高應力區形成,甚至(zhi)也會在光滑的表面上產生。


  隨著承受(shou)的應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du)增(zeng)加,疲(pi)勞裂紋首先在裂紋尖端開始擴展,然后隨每個周期應(ying)力(li)而(er)逐(zhu)漸增(zeng)大(da),其增(zeng)量(liang)正比于應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du),這種(zhong)過程一直(zhi)持續(xu)到(dao)此應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du)到(dao)達(da)臨界(jie)值而(er)發生斷(duan)裂為止。應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du)臨界(jie)值也稱斷(duan)裂韌(ren)度(du),每種(zhong)材(cai)料的斷(duan)裂韌(ren)度(du)不(bu)相(xiang)同。


2. 應力腐(fu)蝕裂紋(wen)


  應力(li)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(li)腐(fu)蝕產(chan)生(sheng)的脆(cui)性斷裂(lie),可以是(shi)晶間的,也可以是(shi)穿晶的,這取決于合金(jin)的種類(lei)和腐(fu)蝕環境。在(zai)大多數情(qing)況(kuang)下,微細的裂(lie)紋往往透(tou)入部件的橫截面,而在(zai)表面上(shang)只是(shi)顯(xian)示一點腐(fu)蝕痕跡。


  為了保持最(zui)小的(de)應力強度,必須注(zhu)意防(fang)止應力集中,如(ru)刀痕(hen)、電弧坑和接近表面的(de)大型非金屬(shu)夾雜物。


3. 氫裂紋


  氫(qing)(qing)裂紋或(huo)(huo)氫(qing)(qing)脆是一(yi)種機械(xie)斷裂,是由于部件在氫(qing)(qing)介質(zhi)的(de)腐蝕環境中使用并同時加載應(ying)力(li)或(huo)(huo)殘余應(ying)力(li)而形(xing)成的(de)。氫(qing)(qing)介質(zhi)可通過諸(zhu)如電鍍、酸洗、潮濕空氣中施焊或(huo)(huo)它自(zi)(zi)身溶解(jie)滲(shen)入材料等(deng)過程產生,也(ye)可能來自(zi)(zi)腐蝕,如硫化(hua)氫(qing)(qing)、氫(qing)(qing)氣、水(shui)、沼氣或(huo)(huo)氨等(deng)。


  如果材(cai)料表面沒有(you)裂紋或(huo)不存在(zai)高應力處,則(ze)氫(qing)可以擴散(san)進入金屬,導致金屬材(cai)料常在(zai)近表面處開裂,因為此處形成(cheng)三維應力的空間最(zui)大。在(zai)低強度合金中,由(you)此導致開裂的空間,稱為氫(qing)氣泡。


  假如裂紋(wen)早已存在,則(ze)可(ke)以(yi)很容易(yi)地看到氫(qing)引起的裂紋(wen)有(you)一個(ge)共(gong)同的特(te)點,即在原裂紋(wen)尖端(duan)開裂擴展。


  在(zai)許多實(shi)例中,氫(qing)早(zao)在(zai)部件投(tou)入使用之(zhi)前(qian)就已存(cun)在(zai)于金屬(shu)內部,因為材料開(kai)始凝固和施焊期間,氫(qing)很容易被熔化金屬(shu)吸(xi)收滲入;在(zai)高溫和在(zai)某(mou)些(xie)情況(kuang)下,氫(qing)的(de)溶解度(du)非常之(zhi)高,以致冷卻時金屬(shu)具(ju)有的(de)氫(qing)已呈飽和狀態。


  氫裂(lie)(lie)紋(wen)沿晶界分布,很(hen)少呈分叉狀。當這種裂(lie)(lie)紋(wen)由于氣泡或(huo)靜態載(zai)荷形成時,它(ta)總(zong)是位于部件(jian)表面之下(xia)。氫裂(lie)(lie)紋(wen)還可以出現在部件(jian)皮下(xia)或(huo)應力高的部位。


4. 腐蝕坑


  應用于石油(you)行業的(de)不(bu)銹鋼管構件,如鉆桿、套管、輸油(you)管道等,當(dang)輸送(song)石油(you)、鉆井液(ye)等流(liu)動腐蝕(shi)(shi)介質時,不(bu)銹鋼管會受(shou)(shou)到(dao)腐蝕(shi)(shi)和沖(chong)刷作(zuo)用,并且部分(fen)構件所受(shou)(shou)應力復雜(za),容易產生(sheng)腐蝕(shi)(shi)坑,使(shi)不(bu)銹鋼管管壁減薄。在某些惡劣(lie)的(de)工作(zuo)環境下,腐蝕(shi)(shi)坑進一步擴展,可能(neng)產生(sheng)刺穿,從而使(shi)構件失效。




聯系方式.jpg