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大口径厚壁不锈钢管应力腐蚀破裂的预测和防止措施

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-21  浏览次数:13 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网资讯部获悉:各向异性实际晶体中各原子是按一定几何形状紧密地堆积在一起。但在研究晶体构造时,用一些假想的几何线条

 中华不锈钢网资讯部获悉:各向异性实际晶体中各原子是按一定几何形状紧密地堆积在一起。但在研究晶体构造时,用一些假想的几何线条将各原子的中心连接起来,就得到一个抽象化的几何空间格架,叫做空间晶格,简称晶格。常见的不锈钢晶格有体心立方、面心立方晶格等。
  
  体心立方晶格的晶胞是一正六面体(立方体),立方体的每个顶角上都有一个原子,共八个顶角有八个愿子,立方体的中心还有.一个原子。面心立方晶格的晶胞也是一个立方体,八个顶角上各有一个原子,在六面体的六个表面中心各有一个原子。
  
  有些大口径不锈钢管,如铁(Fe、、钴(CO)、锈(Mn)、钛(Ti)、锡等,在结晶之后继续冷却时,还发生晶体结构的变化,从一种晶格转变为另一种晶格,这种变化称为同素异构转变。如纯铁在912℃以下是体心立方晶格,即a铁。当升温至912℃以上时转变成面心立方晶格,即Y铁。继续升温至1390℃时又变为体心立方晶格。
  
  在实际装置上往往很难或者不可能预测应力腐蚀破裂的发生。从以前所述的各项实例来看,在大多数场合中对应其使用条件并不能说应力腐蚀破裂危险度都很高。大口径厚壁钢管厂为采取防护措施,需要花费或多或少的人力和物力,因此,要求必须以尽可能低的费用来解决问题是有困难的。
  
  以下介绍与大口径厚壁不锈钢管应力腐蚀破裂的预测和防止措施关系密切的若干事项:
  
  (1)冷却水含Cl-浓度  在热交换器之类设备的传热面上,由于冷却水而引起的应力腐蚀破裂,如图2—5曲线所示,冷却水含Cr浓度以及被冷却侧的温度都有很大影响。被冷却侧的温度高时,必须特别小心。过去一直无事故正常运转的装置,也发现过由于冷却水水质变化而引起事故的实例。
  
  (2)表面附着物一般都希望不形成表面附着物,特别是对传热面的冷却侧很有害。在热交换器中,冷却水侧的附着物有泥土、钙盐、生物、腐蚀产物等各种各样的沉积物。流速是决定形成附着物的因素之一。
  
  (3)形状应该避免应力集中和缝隙的形成。例如,大口径厚壁不锈钢管对接焊时熔深不足,就有可能造成应力集中和缝隙同时存在的状况。
  
  (4)残余应力  根据实际经验,在构成应力腐蚀破裂原因的应力之中主要是残余应力(3],而残余应力主要是由于冷加工以及焊接时引起的内应力。当然,这种内应力愈小愈好,例如焊后应采取消除应力退火,但它不仅增加费用并且在采取措施时还有一些困难,即变形、碳化物沿晶界析出、形成氧化皮以及内应力的消除程度等问题。所以应该根据必要程度和这些难点,加以全面考虑来决定是否采取消除应力退火。
  
  (5)碳化物沿晶界析出  有时也成为应力腐蚀破裂的原因。
  
  焊接区 残余应力、应力集中以及碳化物沿晶界析出等,提供了引起大口径厚壁钢管应力腐蚀破裂的条件。从实际经验来看,在焊接处附近产生的应力腐蚀破裂事例也不少。
  
  (6)冷加工的影响根据实验室的试验数据来看,有时增高附加应力也能保持同样长的破断时间,因此在这样的情况中可以认为这种附加应力的作用方向是适宜的。但在实际上,由于残余应力的积累,还是应该认为有害的场合较多。
  
  (7)大口径厚壁钢管材质的选择   在选择钢种时。首先要考虑到各个元素的作用。有关的研究报告颇多,但在这里从实用的观点出发仅就两三种元素加以说明。Ni是提高抗应力腐蚀性最重要的元素。从图2-26也可以看出,增加Ni含量效果很大。Mo,根据42%氯化镁溶液腐蚀试验(譬如日本工业标准JIS G0576)证明它有不良影响,但在实际使用当中却往往表现出有益的效果。
  
  中华不锈钢网资讯部获悉:作为大口径厚壁不锈钢管应力腐蚀破裂试验方法,沸腾42(~45)94MgCl。溶液中的腐蚀试验沿用已久,并已积累了丰富的实验数据,并且还有试验时间较短等优点,所以目前普遍采用此法,但这种方法的腐蚀条件却与大多数实际情况差异过大。各种材质之间耐应力腐蚀性能的优劣,往往随着腐蚀条件之不同而可能改变。因此,不能按照特定条件下所获得的结果,来衡量其它场合,对于大多数实用环境来讲,浓盐水(例如NaCl20% +Na2Cr7O2.2H2O 1%的水溶液)腐蚀试验较之42%MgCl2溶液的腐蚀试验更适合实用。

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