波紋管開裂斷裂原因分析

破裂、斷裂、開裂原因分析

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、一定量的含硫物質(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。