不锈钢管的失效分析

失效的不锈钢钢管材料为1Cr18Ni9Ti,经固溶处理。该管子安装在设备上,管内充氮气保护。设备置放于沿海工厂的仓库封存4~5年,拆封后又存放一年时间,此时已失掉气体保护,露出于沿海气氛中。设备启用前作水压试验,仅试用20余小时,就发生管子漏水现象,试用时温度为240℃,管内压力为14MPa,管内通水。

将漏水的管子拆下后检查,管外壁有锈蚀现象,并有明显的腐蚀斑驳,如图1所示。取样作金相检验,抛光态下有明显的腐蚀坑分布于管子外外表。裂纹起始于腐蚀坑底部,简直一切的腐蚀坑底均有裂纹,如图2所示。试样浸蚀后证明裂纹属穿晶裂纹。尾部有分叉,如图3所示。对腐蚀坑底用扫描电镜能谱仪分析腐蚀产品的性质,检测到较高含量的氯和氧元素,说明首要是因为氯离子腐蚀引起。

说明:试样用10%草酸水溶液电解浸蚀,图中所示为图2中部分视场的扩展像。

可清楚看到裂纹穿过奥氏体晶粒扩展的特征,说明这些裂纹属穿晶裂纹。这与奥氏体不锈钢在氯离子环境下应力腐蚀开裂的特征相一致。

钢管在试压时发生漏水的原因,是因为该管已存在裂纹,该裂纹是因为拆封后在失掉气体保护的情况下存放一年,露出于沿海气氛环境下,而沿海气氛中氯离子浓度较高,加上管子外表存在加工剩下应力。其他据现场了解,管子拆封后经盐酸酸洗,酸洗后有可能清洗不良,构成氯离子长时间残留在外表,终究构成应力腐蚀开裂。


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