苯酚結(jié)晶蒸發(fā)器封頭失效分析

時(shí)間：2013-04-12 16:51:32 來源：作者：

苯酚結(jié)晶蒸發(fā)器封頭失效分析

封頭材料為1Cr18Ni9，封頭的卷縫處采用手工焊連接，蒸發(fā)器內(nèi)的反應(yīng)物為硫酸鈉，以Al₂O₃，作催化劑，工作介質(zhì)pH值為4～5，蒸汽壓力為1200Pa。使用一年后，在封頭焊縫附近的母材區(qū)出現(xiàn)開裂。圖1為封頭實(shí)物形貌。圖2為經(jīng)著色探傷后焊縫部位裂紋形態(tài)。

裂紋部位取樣，在熱影響區(qū)有頗多裂紋，呈樹枝狀形貌，裂紋尾部有明顯分叉細(xì)裂紋，見圖3。經(jīng)復(fù)合試劑浸蝕后顯示奧氏體晶界，裂紋以穿晶為主，見圖4。從裂紋的形貌可判斷屬應(yīng)力腐蝕裂紋。

苯酚結(jié)晶蒸發(fā)器封頭產(chǎn)生開裂的原因是，在焊接引起的殘余應(yīng)力、冷變形時(shí)造成的殘余應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂。

圖1 實(shí)物

圖號(hào)：圖1

說明：失效封頭實(shí)物形貌，箭頭所示處為焊縫。

圖2 實(shí)物

圖號(hào)：圖2

說明：經(jīng)著色探傷后焊縫附近區(qū)分布有大量的裂紋。

圖3 OMI 100X

圖號(hào)：圖3

說明：在焊縫附近，經(jīng)著色探傷發(fā)現(xiàn)有裂紋的部位截取試樣，制備成金相試樣。在拋光態(tài)下觀察到的裂紋形貌，呈樹枝狀，主裂紋似樹干，許多分叉裂紋形成樹枝。主裂紋起源于表面的點(diǎn)腐蝕坑，這種形態(tài)的裂紋為典型的應(yīng)力腐蝕裂紋。

圖4 OMI 100X

圖號(hào)：圖4

說明：試樣經(jīng)復(fù)合試劑浸蝕后顯示了原奧氏體細(xì)小晶粒晶界。圖中所示為圖3同一視場(chǎng)的形貌�？捎^察到裂紋為穿晶裂紋，在分叉裂紋的尖端更能清晰地看到穿晶特征。一般情況下，奧氏體鋼的應(yīng)力腐蝕裂紋主要呈現(xiàn)穿晶特征。

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