不銹鋼鋼管腐蝕失效分析

時間：2013-04-17 15:43:41 來源：作者：

失效的不銹鋼鋼管材料為1Cr18Ni9Ti，經(jīng)固溶處理。該管子安裝在設(shè)備上，管內(nèi)充氮氣保護(hù)。設(shè)備置放于沿海工廠的倉庫封存4～5年，拆封后又存放一年時間，此時已失去氣體保護(hù)，裸露于沿海氣氛中。設(shè)備啟用前作水壓試驗，僅試用20余小時，就發(fā)生管子漏水現(xiàn)象，試用時溫度為240℃，管內(nèi)壓力為14MPa，管內(nèi)通水。

將漏水的管子拆下后檢查，管外壁有銹蝕現(xiàn)象，并有明顯的腐蝕斑點，如圖1所示。取樣作金相檢驗，拋光態(tài)下有明顯的腐蝕坑分布于管子外表面。裂紋起始于腐蝕坑底部，幾乎所有的腐蝕坑底均有裂紋，如圖2所示。試樣浸蝕后證明裂紋屬穿晶裂紋。尾部有分叉，如圖3所示。對腐蝕坑底用掃描電鏡能譜儀分析腐蝕產(chǎn)物的性質(zhì)，檢測到較高含量的氯和氧元素，說明主要是由于氯離子腐蝕引起。

圖1 1X

圖號：圖1

說明：經(jīng)水壓試驗發(fā)現(xiàn)漏水的不銹鋼管漏水區(qū)的形貌。管子外表面有銹蝕區(qū)，并分布有多處點腐蝕坑。

圖2 0MI 50×

圖號：圖2

說明：漏水部位取樣，經(jīng)磨拋后在金相顯微鏡下觀察，可觀察到管子外表面處有多處腐蝕坑。在每個腐蝕坑底部均有裂紋，裂紋從外壁向內(nèi)壁擴(kuò)展。圖中所示數(shù)條裂紋中已有一條穿透管壁，裂紋并有分叉現(xiàn)象。

圖3 0MI 80×

圖號：圖5

說明：試樣用10％草酸水溶液電解浸蝕，圖中所示為圖2中部分視場的放大像。

可清晰看到裂紋穿過奧氏體晶粒擴(kuò)展的特征，說明這些裂紋屬穿晶裂紋。這與奧氏體不銹鋼在氯離子環(huán)境下應(yīng)力腐蝕開裂的特征相一致。

鋼管在試壓時發(fā)生漏水的原因，是由于該管已存在裂紋，該裂紋是由于拆封后在失去氣體保護(hù)的情況下存放一年，裸露于沿海氣氛環(huán)境下，而沿海氣氛中氯離子濃度較高，加上管子表面存在加工殘余應(yīng)力。另外據(jù)現(xiàn)場了解，管子拆封后經(jīng)鹽酸酸洗，酸洗后有可能清洗不良，造成氯離子長期殘留在表面，最終形成應(yīng)力腐蝕開裂。

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