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福州波纹管开裂断裂原因分析

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福州波纹管开裂断裂原因分析

发布日期:2018-07-20 作者:福州波纹管 点击:

由福州波纹管的裂纹和断口形貌的分析可知:波纹管裂纹的发生是晶间腐蚀和应力腐蚀联合作用的结果, 且优先发生晶间腐蚀;波纹管断口主要为沿晶断裂特征, 断口腐蚀产物中硫元素含量较高。在石化行业中, 连多硫酸环境容易引起设备产生应力腐蚀裂纹, 连多硫酸一般是加工含硫原油的装置在停工期间, 残留在设备中的含硫腐蚀产物与水和氧反应生成的。由连多硫酸引起的应力腐蚀裂纹呈沿晶特征, 并且波纹管的工作介质中含有烃类、水蒸气、一定量的含硫物质, 这就为连多硫酸的形成提供了条件, 因此该波纹管失效的原因为连多硫酸造成的应力腐蚀开裂。在连多硫酸介质中, 铬在晶界上富集而形成贫铬区后, 基体和晶界上的碳化铬之间所形成的微电池使贫铬区优先溶解, 从而发生晶间腐蚀。

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与普通的压力容器相比, 波纹管的工作状况更恶劣, 除了要承受工作温度、压力、介质的作用, 还会产生较大的变形。波纹管通过变形来提供管道补偿所需要的位移, 位移导致波纹管产生较高的轴向应力和弯曲应力, 使得裂纹以横向裂纹为主, 并存在一些与横向裂纹呈一定角度的斜裂纹。在很多情况下, 波纹管还会受到机械振动以及管道内介质流动时所引起的振动作用, 同时管道、介质、保温材料的自重作用会引起波纹管产生一定的弯矩, 因此波纹管在工作时的应力状态十分复杂。由此可知, 晶间腐蚀所产生的微裂纹为裂纹源, 在应力作用下, 微裂纹扩展并导致应力腐蚀裂纹的形成。

此外, 福州波纹管组织的晶粒比较粗大, 对材料的性能会产生不利的影响, 同时晶界的强度也急剧下降。因此, 在应力和腐蚀介质的共同作用下, 晶粒粗大将增大晶间腐蚀倾向, 并加速裂纹的扩展。

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