某公司制氫裝置集氣管在服役過程中發(fā)生開裂。通過化學成分分析、金相檢驗、斷口分析和應力計算等方法對集氣管開裂的原因進行了分析。結(jié)果表明:集氣管超溫運行使富鉻碳化物在晶界處析出,集氣管組織敏化,且管壁所受應力遠高于其許用應力,導致管壁優(yōu)先在應力集中區(qū)域開裂,并表現(xiàn)為沿晶開裂。 

【文章來源】：理化檢驗(物理分冊). 2020,56(09)

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【部分圖文】：

集氣管開裂位置示意圖

依據(jù)NB/T47013.5—2015《承壓設備無損檢測第5部分：滲透檢測》的要求對開裂集氣管及其附近區(qū)域進行滲透檢測，結(jié)果表明集氣管管壁僅存在1條裂紋，位于近焊接接頭母材部位。觀察開裂集氣管的宏觀形貌，可見裂紋為環(huán)向開裂、無分叉，長約120mm，如圖2所示。通過裂紋中部開口寬度最大，可判斷啟裂區(qū)位于裂紋中部。1.2 化學成分分析

在集氣管開裂部位截取金相試樣，試樣垂直于焊縫，觀察面包括母材、熱影響區(qū)和焊縫。試樣經(jīng)打磨、拋光后采用王水溶液浸蝕，然后對試樣進行觀察，如圖3所示�？梢娂瘹夤芎缚p的顯微組織為奧氏體+δ鐵素體，組織正常；熱影響區(qū)的顯微組織為奧氏體+δ鐵素體+析出相，析出相呈顆粒狀，沿奧氏體晶界分布；母材的顯微組織為奧氏體+析出相，析出相呈顆粒狀分布在奧氏體晶界處，組織存在敏化現(xiàn)象。采用掃描電鏡對集氣管母材的顯微組織進行觀察，如圖4所示�？梢娋Ы缬写罅课龀鑫�，且晶界發(fā)生寬化，有明顯的敏化特征。采用掃描電鏡附帶的能譜儀（EDS）對析出相及其附近區(qū)域進行成分分析，結(jié)果表明鉻元素在析出相中含量為21.7%（質(zhì)量分數(shù)，下同），在晶界中含量為17.8%；碳元素在析出相中含量為8.4%，在晶界中含量為3.3%，即析出相富鉻，晶界貧鉻，判斷析出相應為Cr23C6型金屬間化合物，該化合物只有管壁溫度高于538℃時才能析出，析出相的存在使材料的強度和韌性下降[1-2]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]304奧氏體不銹鋼護欄斷裂失效分析[J]. 王振明,李楊.  理化檢驗(物理分冊). 2019(11)
[2]敏化處理溫度對高氮奧氏體不銹鋼顯微組織和腐蝕性能的影響[J]. 周文倩,馬偉偉,崔沖,孫玉福.  鑄造. 2019(07)
[3]核反應堆堆內(nèi)構(gòu)件用304H奧氏體不銹鋼敏化非腐蝕條件下的性能研究[J]. 王慶田,胡朝威,冷曉春,蔣興鈞,王仲輝.  熱加工工藝. 2018(22)
[4]使用電化學動電位再活化法研究熱處理工藝對304不銹鋼晶間腐蝕敏感性的影響[J]. 謝春玉,黃子東,陳麗玲,洪澤浩,劉小紅,魏亮新.  理化檢驗(物理分冊). 2017(05)
[5]奧氏體不銹鋼中σ相析出及其對性能影響的研究進展[J]. 劉寶勝,李國棟,衛(wèi)英慧.  鋼鐵研究學報. 2014(01)
[6]304不銹鋼晶間敏化行為[J]. 姜愛華,陳亮,丁毅,馬立群.  腐蝕與防護. 2013(05)

博士論文
[1]奧氏體不銹鋼晶間貧Cr富C區(qū)對其晶間腐蝕行為的影響機制研究[D]. 錢炯.中國石油大學（北京） 2017



本文編號：3361261