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(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(cai)料常見的在役過程中形成(cheng)的缺陷位置(zhi)及成(cheng)因見表1-4。


表 4.jpg


1. 疲(pi)勞裂紋


  疲勞裂紋(wen)是(shi)由周期(qi)性加載應力(li)形成(cheng)的,這(zhe)種應力(li)值雖然低于(yu)材料(liao)的極限抗拉強度,但(dan)還是(shi)足(zu)以(yi)產(chan)生裂紋(wen)或(huo)使(shi)原有(you)的裂紋(wen)擴展。


  疲勞裂紋可以從諸如機加(jia)工痕(hen)跡或刀痕(hen)處、材料(liao)表(biao)面(mian)或附(fu)近的非金屬夾雜物(wu)、空隙、孔、槽等高應力區形成,甚至(zhi)也會在光滑的表(biao)面(mian)上產生。


  隨著(zhu)承受的(de)應力(li)(li)強度增(zeng)(zeng)加(jia),疲勞(lao)裂紋首先(xian)在裂紋尖端開(kai)始擴(kuo)展,然(ran)后隨每個周期應力(li)(li)而逐(zhu)漸增(zeng)(zeng)大,其增(zeng)(zeng)量正比于應力(li)(li)強度,這種過程一直持(chi)續到此(ci)應力(li)(li)強度到達臨界值而發生斷(duan)(duan)裂為止。應力(li)(li)強度臨界值也稱斷(duan)(duan)裂韌度,每種材料的(de)斷(duan)(duan)裂韌度不相(xiang)同(tong)。


2. 應(ying)力腐蝕(shi)裂紋


  應力腐蝕裂(lie)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(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(ying)力腐(fu)蝕(shi)產生(sheng)的(de)(de)脆性斷裂,可以是晶間(jian)的(de)(de),也可以是穿晶的(de)(de),這取決于合金的(de)(de)種類(lei)和(he)腐(fu)蝕(shi)環境。在(zai)(zai)大多(duo)數情(qing)況下,微(wei)細的(de)(de)裂紋往往透入部(bu)件的(de)(de)橫截面(mian),而在(zai)(zai)表面(mian)上只(zhi)是顯(xian)示一(yi)點(dian)腐(fu)蝕(shi)痕跡。


  為了保持最小的應(ying)力(li)強度(du),必(bi)須注(zhu)意防止應(ying)力(li)集中(zhong),如刀(dao)痕、電弧坑(keng)和接(jie)近表面的大型非金屬夾雜物。


3. 氫裂紋


  氫(qing)裂紋或(huo)(huo)(huo)氫(qing)脆是一種(zhong)機械斷裂,是由于部件在氫(qing)介質的腐蝕環境中使用并同時加載應力或(huo)(huo)(huo)殘(can)余應力而形成的。氫(qing)介質可通(tong)過諸如(ru)(ru)電鍍(du)、酸洗、潮濕空氣中施焊或(huo)(huo)(huo)它自(zi)身溶(rong)解滲入材料等過程產生,也可能來(lai)自(zi)腐蝕,如(ru)(ru)硫化氫(qing)、氫(qing)氣、水、沼氣或(huo)(huo)(huo)氨等。


  如(ru)果材(cai)(cai)料表(biao)面(mian)沒有裂紋或不(bu)存在高應力(li)處(chu),則氫(qing)可(ke)以擴散(san)進入金屬,導(dao)致(zhi)金屬材(cai)(cai)料常在近表(biao)面(mian)處(chu)開(kai)裂,因為此(ci)(ci)處(chu)形成三維應力(li)的空(kong)間(jian)最大(da)。在低強(qiang)度合金中,由(you)此(ci)(ci)導(dao)致(zhi)開(kai)裂的空(kong)間(jian),稱(cheng)為氫(qing)氣泡。


  假如(ru)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)早已存在,則可以很(hen)容易地看(kan)到氫引(yin)起的(de)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)有(you)一個共同的(de)特點,即(ji)在原裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)尖(jian)端開(kai)裂(lie)(lie)(lie)擴展。


  在(zai)許(xu)多實例中,氫(qing)早在(zai)部(bu)件投入(ru)使用之前就已存在(zai)于(yu)金(jin)屬(shu)內部(bu),因為材(cai)料開始(shi)凝固和施(shi)焊期間,氫(qing)很(hen)容易被熔(rong)化金(jin)屬(shu)吸收(shou)滲(shen)入(ru);在(zai)高溫和在(zai)某些(xie)情況(kuang)下,氫(qing)的(de)溶解度(du)非常之高,以(yi)致冷卻時金(jin)屬(shu)具有的(de)氫(qing)已呈(cheng)飽和狀態。


  氫裂紋(wen)沿晶界分(fen)布,很少呈分(fen)叉狀(zhuang)。當這(zhe)種裂紋(wen)由(you)于(yu)氣泡(pao)或靜態載(zai)荷形(xing)成時,它總是位(wei)于(yu)部件(jian)表面(mian)之(zhi)下。氫裂紋(wen)還(huan)可以出(chu)現在部件(jian)皮下或應力高的(de)部位(wei)。


4. 腐蝕坑


  應用于石油(you)(you)行業(ye)的不銹鋼(gang)管(guan)構(gou)件,如鉆桿、套管(guan)、輸油(you)(you)管(guan)道等,當輸送石油(you)(you)、鉆井(jing)液等流動腐蝕(shi)介質時,不銹鋼(gang)管(guan)會(hui)受到腐蝕(shi)和沖刷作用,并且部分構(gou)件所受應力復雜,容易產生腐蝕(shi)坑(keng),使(shi)不銹鋼(gang)管(guan)管(guan)壁(bi)減薄。在某些惡劣的工作環(huan)境下,腐蝕(shi)坑(keng)進一步擴展,可能產生刺穿(chuan),從(cong)而使(shi)構(gou)件失效。




聯系方式.jpg