波紋管開裂斷裂原因分析您了解了嗎？
2025-03-31 來自: 甘肅智宇塑膠有限責(zé)任公司 瀏覽次數(shù):569
波紋管開裂斷裂原因分析您了解了嗎？
由宏觀形貌觀察和化學(xué)成分分析結(jié)果可知：在波紋管裂紋周圍未發(fā)現(xiàn)夾渣、氣孔、疏松等冶金缺陷;波紋管的化學(xué)成分符合標準要求。奧氏體不銹鋼的敏化溫度區(qū)間為450~850℃，在該溫度范圍內(nèi)鉻元素容易在晶界附近富集，形成M23C6型碳化物，從而導(dǎo)致晶界附近出現(xiàn)貧鉻區(qū)，使晶間的耐腐蝕能力急劇下降，在腐蝕介質(zhì)作用下產(chǎn)生晶間腐蝕。研究表明，Inconel 800合金退火溫度在550~800℃范圍內(nèi)，隨退火溫度的升高，敏化度先上升后下降。失效波紋管的工作溫度為500℃左右，接近于敏化溫度區(qū)間，同時晶界處的析出物主要為富鉻的M23C6型碳化物，這符合"貧鉻理論"。
由裂紋和斷口形貌的分析可知:波紋管裂紋的發(fā)生是晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕聯(lián)合作用的結(jié)果，且優(yōu)先發(fā)生晶間腐蝕;波紋管斷口主要為沿晶斷裂特征，斷口腐蝕產(chǎn)物中硫元素含量較高。在石化行業(yè)中，連多硫酸環(huán)境容易引起設(shè)備產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋，連多硫酸一般是加工含硫原油的裝置在停工期間，殘留在設(shè)備中的含硫腐蝕產(chǎn)物與水和氧反應(yīng)生成的。由連多硫酸引起的應(yīng)力腐蝕裂紋呈沿晶特征，并且波紋管的工作介質(zhì)中含有烴類、水蒸氣、含硫物質(zhì)，這就為連多硫酸的形成提供了條件，因此該波紋管失效的原因為連多硫酸造成的應(yīng)力腐蝕開裂。在連多硫酸介質(zhì)中，鉻在晶界上富集而形成貧鉻區(qū)后，基體和晶界上的碳化鉻之間所形成的微電池使貧鉻區(qū)優(yōu)先溶解，從而發(fā)生晶間腐蝕。
與普通的壓力容器相比，波紋管的工作狀況更惡劣，除了要承受工作溫度、壓力、介質(zhì)的作用，還會產(chǎn)生較大的變形。波紋管通過變形來提供管道補償所需要的位移，位移導(dǎo)致波紋管產(chǎn)生較高的軸向應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，使得裂紋以橫向裂紋為主，并存在一些與橫向裂紋呈角度的斜裂紋。在很多情況下，波紋管還會受到機械振動以及管道內(nèi)介質(zhì)流動時所引起的振動作用，同時管道、介質(zhì)、保溫材料的自重作用會引起波紋管產(chǎn)生彎矩，因此波紋管在工作時的應(yīng)力狀態(tài)十分復(fù)雜。由此可知，晶間腐蝕所產(chǎn)生的微裂紋為裂紋源，在應(yīng)力作用下，微裂紋擴展并導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋的形成。
此外，波紋管組織的晶粒比較粗大，對材料的性能會產(chǎn)生不利的影響，同時晶界的強度也急劇下降。因此，在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下，晶粒粗大將增大晶間腐蝕傾向，并加速裂紋的擴展。
結(jié)論與措施
(1) 蘭州波紋管裂紋產(chǎn)生的主要原因是由于波紋管在使用過程中發(fā)生敏化現(xiàn)象，并處于停工期間所產(chǎn)生的連多硫酸介質(zhì)中，沿晶界析出M23C6型碳化物，鉻在晶界上富集并形成貧鉻區(qū)，從而產(chǎn)生晶間腐蝕，所產(chǎn)生的晶間微裂紋為裂紋源;在應(yīng)力作用下，微裂紋擴展并導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋的形成。
(2) 建議提高該波紋管的工作溫度，避開敏化溫度區(qū)間，減少鉻在晶界上的聚集;停工期間保持設(shè)備干燥，控制氧含量，避免連多硫酸腐蝕環(huán)境的產(chǎn)生。
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