波纹管生产厂家为您分析破裂、断裂、开裂的原因

时间:2020-11-2 作者:admin 分享到: 金誉彩票app下载

从宏观形貌观察及化学成分分析结果可知:裂纹周围无夹渣、气孔、松散等冶金缺陷,化学成分符合标准要求。在450~850℃范围内,奥氏体不锈钢易在晶界附近富集铬元素,形成M23C6型碳化物,造成晶界附近的贫铬区,使晶界耐腐蚀能力急剧下降,在腐蚀介质的作用下产生晶间腐蚀。实验结果表明,在550~800℃范围内, Inconel 800合金的退火温度随退火温度的升高先升高后降低。断裂波纹管的工作温度在500℃左右,接近敏感温度范围,同时晶界的析出物主要是M23C6型碳化物富铬,符合“贫铬理论”。

波纹管厂家

从开裂和断口形态分析可知:波纹管开裂是晶间腐蚀和应力腐蚀共同作用的结果,晶间腐蚀优先;波纹管断口以沿晶断裂为主,断口产物中硫含量较高。石油化工行业中,连多硫酸环境易造成设备应力腐蚀开裂,连多硫酸一般是加工含硫原油的装置在停运期间与水和氧发生反应而产生的含硫腐蚀产物。由于连多硫酸引起的应力腐蚀裂纹具有沿晶性,且波纹管的工作介质中含有烃类、水蒸气和一定量的硫化物,这为连多硫酸的形成提供了条件,从而导致波纹管失效的原因是连多硫酸引起的应力腐蚀。当铬在连多硫酸介质中在晶界富集形成贫铬区时,基体与晶界上碳化铬之间形成的微电池优先溶解贫铬区,造成晶间腐蚀。
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与普通压力容器相比,波纹管的工作条件较差,除了承受工作温度、压力和介质的作用外,还会产生较大的变形,波纹管可以通过变形提供管道补偿所需的位移,这种位移导致波纹管产生较高的轴向应力和弯曲应力,使裂纹主要是横向裂纹,而且与横向裂纹有一定角度的倾斜裂纹。在许多情况下,波纹管道在介质流动时也会受到机械振动和振动,管道、介质和保温材料的自重作用会使波纹管产生一定的弯矩。由此可知, 晶间腐蚀所产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形成。

此外,波纹管结构的晶粒尺寸相对较粗,会对材料的性能产生不利影响,晶界强度也急剧下降。因此,在应力和腐蚀介质的共同作用下,粗晶粒会增加晶间腐蚀的倾向,加速裂纹的扩展。

结论与措施

(1) 产生波纹管裂纹的主要原因是波纹管在使用过程中发生敏化现象,并在停用时产生连多硫酸介质,沿晶界析出M23C6型碳化物,在晶界上铬富集,形成贫铬区,造成晶间腐蚀,由此而产生晶间微裂纹;在应力作用下,微裂纹扩展,形成应力腐蚀裂纹。

(2) 建议提高波纹管的工作温度,避开敏化温度范围,减少铬在晶界的积累;停机时,保持设备干燥,控制氧气含量,避免多硫酸的腐蚀环境。


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