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(de)在役過程中形成的(de)缺(que)陷位置及成因見表1-4。


表 4.jpg


1. 疲勞(lao)裂(lie)紋(wen)


  疲勞(lao)裂(lie)(lie)紋是由周期性加載(zai)應力(li)形成的,這(zhe)種應力(li)值雖然低于材(cai)料(liao)的極限抗拉強度,但還是足以產生裂(lie)(lie)紋或(huo)使原(yuan)有(you)的裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展。


  疲勞(lao)裂紋(wen)可(ke)以從諸如機加(jia)工(gong)痕跡或(huo)刀痕處、材(cai)料表(biao)面或(huo)附(fu)近的非(fei)金屬(shu)夾雜物、空(kong)隙、孔、槽等高應力區形(xing)成,甚至也會(hui)在(zai)光(guang)滑(hua)的表(biao)面上產生(sheng)。


  隨著(zhu)承受(shou)的(de)應(ying)(ying)力(li)強(qiang)度增(zeng)加(jia),疲勞(lao)裂紋(wen)(wen)首先(xian)在裂紋(wen)(wen)尖端(duan)開始(shi)擴展(zhan),然后隨每個周期應(ying)(ying)力(li)而逐漸(jian)增(zeng)大(da),其增(zeng)量正比于應(ying)(ying)力(li)強(qiang)度,這種(zhong)過程一直持續到此(ci)應(ying)(ying)力(li)強(qiang)度到達臨(lin)(lin)界值而發(fa)生斷裂為止。應(ying)(ying)力(li)強(qiang)度臨(lin)(lin)界值也稱(cheng)斷裂韌度,每種(zhong)材料的(de)斷裂韌度不相同。


2. 應力腐蝕裂紋(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(ao)氏(shi)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。


  應力腐蝕(shi)(shi)產生的(de)脆性斷裂(lie),可以(yi)是晶間的(de),也(ye)可以(yi)是穿晶的(de),這取決(jue)于(yu)合金的(de)種類和腐蝕(shi)(shi)環境(jing)。在(zai)大多數情況下,微細的(de)裂(lie)紋往往透入部件的(de)橫截面(mian),而在(zai)表面(mian)上只是顯示(shi)一點腐蝕(shi)(shi)痕跡。


  為了保持最小(xiao)的應力(li)強(qiang)度,必(bi)須注意(yi)防(fang)止應力(li)集中(zhong),如刀痕、電(dian)弧坑和接近表面(mian)的大型非金(jin)屬(shu)夾雜物(wu)。


3. 氫裂紋


  氫(qing)裂(lie)紋或(huo)氫(qing)脆是一(yi)種機(ji)械斷(duan)裂(lie),是由于(yu)部件在氫(qing)介質的腐(fu)蝕環境(jing)中使用并同時加載應力或(huo)殘余應力而形成的。氫(qing)介質可通過諸如電鍍、酸洗、潮濕空氣中施焊或(huo)它自(zi)身溶解滲入(ru)材料等過程產生,也可能來自(zi)腐(fu)蝕,如硫(liu)化氫(qing)、氫(qing)氣、水、沼氣或(huo)氨等。


  如果(guo)材料表面沒有裂(lie)紋或不存在(zai)高應(ying)力處,則氫可以(yi)擴(kuo)散進(jin)入金屬(shu),導(dao)致(zhi)金屬(shu)材料常在(zai)近表面處開裂(lie),因為此處形成(cheng)三維應(ying)力的(de)空(kong)間(jian)(jian)最大。在(zai)低強度合金中,由此導(dao)致(zhi)開裂(lie)的(de)空(kong)間(jian)(jian),稱為氫氣泡。


  假(jia)如裂(lie)(lie)紋(wen)早(zao)已(yi)存在(zai),則可(ke)以很(hen)容易(yi)地看到氫引起的(de)裂(lie)(lie)紋(wen)有一個共同的(de)特(te)點,即在(zai)原裂(lie)(lie)紋(wen)尖端開裂(lie)(lie)擴展(zhan)。


  在(zai)(zai)(zai)許(xu)多實例(li)中,氫(qing)(qing)早在(zai)(zai)(zai)部件投(tou)入使(shi)用之前就(jiu)已存在(zai)(zai)(zai)于(yu)金(jin)屬(shu)內部,因(yin)為(wei)材料開始(shi)凝固(gu)和施焊期間,氫(qing)(qing)很容易被熔化(hua)金(jin)屬(shu)吸收滲入;在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫和在(zai)(zai)(zai)某些(xie)情況下,氫(qing)(qing)的溶(rong)解度非常之高(gao),以致冷卻時(shi)金(jin)屬(shu)具有的氫(qing)(qing)已呈(cheng)飽和狀態。


  氫(qing)裂紋沿(yan)晶界分布,很少(shao)呈分叉狀。當這種裂紋由于氣泡或靜態載荷形成(cheng)時,它(ta)總是(shi)位于部件(jian)表面之下。氫(qing)裂紋還(huan)可以出現在部件(jian)皮下或應力高的(de)部位。


4. 腐(fu)蝕坑


  應用于石油行業的不銹鋼管構(gou)件(jian),如鉆桿(gan)、套管、輸油管道等(deng),當(dang)輸送石油、鉆井液等(deng)流(liu)動腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)時,不銹鋼管會受到腐(fu)(fu)蝕(shi)和(he)沖刷(shua)作(zuo)(zuo)用,并且(qie)部(bu)分構(gou)件(jian)所受應力復(fu)雜,容易產生腐(fu)(fu)蝕(shi)坑,使(shi)不銹鋼管管壁減薄。在某些惡劣的工作(zuo)(zuo)環境下,腐(fu)(fu)蝕(shi)坑進一步擴展(zhan),可能產生刺穿,從而使(shi)構(gou)件(jian)失效。




聯系方式.jpg