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(cheng)中形成的缺(que)陷位置及成因(yin)見表1-4。


表 4.jpg


1. 疲(pi)勞(lao)裂紋(wen)


  疲勞(lao)裂紋是(shi)由周期性加載應力形(xing)成的(de),這種應力值雖然低于(yu)材料的(de)極限抗拉強度,但(dan)還是(shi)足(zu)以產(chan)生裂紋或(huo)使原(yuan)有(you)的(de)裂紋擴展。


  疲勞裂紋可以從諸如機加工痕跡(ji)或(huo)刀痕處、材料表面或(huo)附近的(de)非金屬夾雜物、空(kong)隙、孔、槽等高應力區形(xing)成,甚(shen)至也(ye)會在光滑的(de)表面上產生。


  隨(sui)著承受的(de)應力(li)強(qiang)度(du)(du)增(zeng)加,疲勞裂紋首(shou)先在裂紋尖端(duan)開始擴展,然后隨(sui)每個周期應力(li)而(er)逐漸(jian)增(zeng)大,其增(zeng)量正比于應力(li)強(qiang)度(du)(du),這種(zhong)過程(cheng)一(yi)直持續到(dao)此(ci)應力(li)強(qiang)度(du)(du)到(dao)達臨(lin)界值而(er)發(fa)生斷裂為止。應力(li)強(qiang)度(du)(du)臨(lin)界值也稱斷裂韌(ren)度(du)(du),每種(zhong)材(cai)料的(de)斷裂韌(ren)度(du)(du)不相同(tong)。


2. 應力腐蝕(shi)裂紋


  應(ying)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(ti)不銹鋼(gang),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(fu)蝕(shi)產(chan)生的(de)(de)(de)脆性斷(duan)裂,可以是晶(jing)間的(de)(de)(de),也可以是穿晶(jing)的(de)(de)(de),這取決于合金的(de)(de)(de)種(zhong)類和腐(fu)蝕(shi)環境。在大多數(shu)情況下,微細的(de)(de)(de)裂紋往往透入部件的(de)(de)(de)橫截面(mian),而在表面(mian)上只是顯示一點腐(fu)蝕(shi)痕跡。


  為了保持最小的應力強(qiang)度,必須注意防止應力集中,如刀痕、電(dian)弧坑(keng)和接近表面的大(da)型非金屬(shu)夾雜物。


3. 氫裂(lie)紋


  氫(qing)(qing)裂(lie)(lie)紋或(huo)(huo)氫(qing)(qing)脆(cui)是一種(zhong)機械斷裂(lie)(lie),是由于部件在(zai)氫(qing)(qing)介質的腐蝕(shi)環境中使用(yong)并同時加載應(ying)力或(huo)(huo)殘余應(ying)力而形(xing)成的。氫(qing)(qing)介質可通過諸如電(dian)鍍、酸洗、潮濕空氣(qi)(qi)中施焊或(huo)(huo)它自身溶解(jie)滲(shen)入材料等過程產生,也可能來自腐蝕(shi),如硫化氫(qing)(qing)、氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)、水、沼氣(qi)(qi)或(huo)(huo)氨等。


  如(ru)果材(cai)料表面沒有裂(lie)紋或不存在高應(ying)力處,則氫(qing)(qing)可(ke)以(yi)擴散進入金(jin)屬,導致金(jin)屬材(cai)料常在近表面處開裂(lie),因為此處形成三維應(ying)力的空間最大(da)。在低強(qiang)度合金(jin)中,由此導致開裂(lie)的空間,稱為氫(qing)(qing)氣泡。


  假(jia)如裂紋早已(yi)存在,則可以很容易地看到氫引起的裂紋有一個共同(tong)的特點,即在原裂紋尖端(duan)開裂擴展(zhan)。


  在許多實(shi)例(li)中,氫早在部(bu)(bu)件(jian)投入使用之前就已(yi)存在于金(jin)屬(shu)內部(bu)(bu),因為材料開始(shi)凝(ning)固和施焊期間,氫很容(rong)易(yi)被熔化金(jin)屬(shu)吸收(shou)滲入;在高溫和在某(mou)些情況下,氫的(de)溶解度非常之高,以致冷卻時金(jin)屬(shu)具(ju)有的(de)氫已(yi)呈飽和狀態。


  氫(qing)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)沿晶(jing)界分布,很少呈(cheng)分叉(cha)狀。當這種裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)由于氣泡或靜態載荷形成時,它總是位(wei)于部件(jian)表(biao)面之下。氫(qing)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)還可以出現在部件(jian)皮下或應力高的部位(wei)。


4. 腐蝕(shi)坑


  應用于石油行(xing)業的(de)不銹鋼管(guan)(guan)(guan)構(gou)件(jian),如(ru)鉆桿、套管(guan)(guan)(guan)、輸油管(guan)(guan)(guan)道等(deng),當輸送(song)石油、鉆井液等(deng)流動腐(fu)蝕(shi)介質時(shi),不銹鋼管(guan)(guan)(guan)會(hui)受(shou)到腐(fu)蝕(shi)和沖刷(shua)作(zuo)用,并且部(bu)分構(gou)件(jian)所受(shou)應力復雜(za),容易產生(sheng)腐(fu)蝕(shi)坑,使不銹鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)壁減薄。在某(mou)些惡劣的(de)工作(zuo)環(huan)境(jing)下,腐(fu)蝕(shi)坑進一步擴(kuo)展,可能產生(sheng)刺穿,從而使構(gou)件(jian)失效。




聯系方式.jpg