应力腐蚀失效分析案例.
不锈钢氯离子应力腐蚀开裂分析
不锈钢氯离⼦应⼒腐蚀开裂分析技术与信息96 |2019年4⽉产物，对其进⾏化学分析，发现其中氯离⼦的含量⽐较⾼。
不锈钢部件的氯离⼦应⼒腐蚀开裂从萌⽣到开裂失效往往会经历较长的使⽤过程，可能是⼏年或者⼏⼗年，⽽该设备上所使⽤的两只三通才更换使⽤不到两个⽉时间，这么短的时间内造成如此⼤的裂纹，可以说该三通部件没有经历孕育萌发阶段⽽直接进⼊裂纹扩展阶段。
通过对该企业留存的不锈钢三通备件进⾏检查发现，三通内表⾯不光洁，存在较多的⽑刺，未经过有效的表⾯处理，外表⾯肩部有明显的压痕，见图2所⽰，三通在冷压制成型过程中在其肩部造成了较⼤的残余应⼒以及组织的转变(马⽒体相变)，在很⼤程度上促使该部件氯离⼦应⼒腐蚀开裂的形成，同时管道输送的介质中存在较⾼浓度的游离态氯离⼦，同时该管道输送介质的温度常年25～45℃的较⾼使⽤温度下使⽤，各种因素的综合影响，导致该三通部件在使⽤过程中直接跳过了裂纹孕育期，急速进⼊裂纹稳定扩展阶段，最终形成裂纹造成部件失效。
图1 裂纹⾦相图图2 不锈钢三通部件3 三通肩部应⼒腐蚀开裂的关键因素氯离⼦不但能造成不锈钢压⼒容器管道的孔腐蚀，⽽且更容易造成不锈钢压⼒容器及管道元件的应⼒腐蚀开裂。
其影响因素包括：氯离⼦浓度、拉应⼒、温度以及pH 值、氧含量、合⾦成分等。
3.1 介质中氯离⼦含量氯离⼦含量是影响不锈钢应⼒腐蚀开裂的直接因素，氯离⼦含量与应⼒腐蚀开裂成正⽐，在⾼温情况(⼤于60℃)，氯离⼦含量只要达到1mg/L，就能够直接造成构件的破裂。
0 引⾔2010年11⽉20⽇，泰兴某化⼯烧碱企业产烧碱量达到70万吨以上，其在⽤的8万吨/年改性聚氯⼄烯项⽬所使⽤的两台氯⼄烯泵后相连的压⼒管道三通成品管件，在投⽤使⽤了两年多后三通成品管件肩部发⽣开裂性泄漏，开裂部位形貌如树枝根须状。
该⼯程项⽬上氯⼄烯管道在⽤的两只成品三通，且都不同程度的出现了同样的问题。
根据现场资料显⽰三通规格为φ159×4.5，材质为0Cr18Ni9，设计使⽤压⼒是1.60MPa，设计使⽤温度为常温，⽇常⼯作介质为氯⼄烯。
失效案例分析
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b.氢致开裂（HIC）
在钢的内部发生氢鼓 泡区域，当氢的压力 继续增高时，小的鼓 泡裂纹趋向于相互连 接，形成有阶梯特征 的氢致开裂。氢致开 裂发生不需要外加应 力（载荷应力、残余 应力），故从概念讲 不属于应力腐蚀破坏 范畴。
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c.硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）
• 硫化氢在液相水中，由于电化学的作用，在阴极反应时生成氢 原子渗透到钢的内部，溶解于晶格中，导致脆性增加（氢原子 渗透到钢的内部晶格，在亲和力的作用下生成氢分子，钢材晶 格发生变形，材料韧性下降，脆性增加），在外加拉应力或残 余应力的作用下形成开裂。
2、焊接裂纹有不同的特性，要根据不同的裂纹产生机理 及形式选择检测的时机与方法，提高检验的有效性。
• 延迟裂纹 • 液化裂纹
3、对于易产生焊接裂纹的钢种，一旦发现裂纹，应扩大 检验比例。
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案例1：反应流出物换热器管箱入口不锈钢法兰开裂
某石化炼油厂，2010年大修检验发现，反应流出物换热器管箱入口 不锈钢法兰开裂。 主要原因：
P≤0.008%、Mn≤1.30%，且应进行抗HIC性能试验或恒 负荷拉伸试验。
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在湿硫化氢应力腐蚀环境中使用的其它材料制设备和管 道应符合下列要求：
铬钼钢制设备和管道热处理后母材和焊接接头的硬度应不 大于HB225（1Cr-0.5Mo、1.25Cr-0.5Mo）、HB235 （2.25Cr-1Mo、5Cr-1Mo）或HB248（9Cr-1Mo）；
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湿硫化氢环境分类（NACE 8X196） 一类：不选用抗HIC钢，可不做热处理 二类：可选抗HIC钢，要进行热处理 三类：选用抗HIC钢，要进行热处理
无水氟化氢导致奥氏体不锈钢应力腐蚀分析
70.69/74.07 "C ,设备投入使用八周后壳程封头直边端出现泄漏。应用金相显微镜对裂纹的起始点、形
态、扩展方向进行了分析。结果表明：这是一起无水氟化氢导致奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂。设备返
修时控制了壳程封头冷作硬化和焊接残余应力，从而避免类似应力腐蚀事故的发生。
关键词：无水氟化氢；奥氏体不锈钢；应力腐蚀
选取带保温支杆的封头样进行硬度检测，见图4, 可以发现封头硬度值偏大，应该存在残余应力。
图2封头表面检测 Fig.2 Surface inspection of the head
2事故调查
2.1封头材质化学成分检查 对封头取样进行化学成分分析，见表3,符合
GB/T 24511—2009的要求，属于奥氏体不锈钢。壳 程材质为S31608,封头尺寸为EHA700X6,直边 25 mm。壳程封头为冷压成形，没有进行热处理。封 头上有保温支撑件，位于封头切线上，材质为圆钢 0Crl7Nil2Mo2,规格 4 10 mm。
中图分类号：TQ 050.4； TH 49
文献标识码：A
文章编号：1009-3281 (2019) 03-0005-004
奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能、低温性 能、高温性能、焊接性能，在氧化性和还原性介质 中耐蚀性均较好，常用来制作耐腐蚀设备，广泛应 用于石油、化工、医药、食品、轻工等行业。奥氏 体不锈钢在许多介质中有耐均匀腐蚀的能力，但在 一些特定介质中，其应力腐蚀十分敏感，如氯离子、 氯化物和蒸汽、湿硫化氢、醋酸等。应力腐蚀是金 属在拉应力和腐蚀共同作用下(并有一定的温度条 件)所引起的开裂。当应力不存在时，应力腐蚀甚微； 当有应力后，即使应力很小，腐蚀并不严重，也可 能突然开裂，由于开裂是脆性的，一般没有明显预兆， 一旦发生，容器发生泄漏，将导致严重事故。因此， 奥氏体不锈钢的应力腐蚀是不锈钢应用中需要关注 的关键问题
化工安全与防腐案例分析
化工安全与防腐案例分析—真空制盐钛制换热器腐蚀失效实例分析班级：xxxxxx姓名：xx学号：xxxxxxxx真空制盐钛制换热器腐蚀失效实例分析一般认为在温度不太高的NaCl溶液中，钛的腐蚀速度非常低。
但是随着钛在制盐行业的大量使用，发生腐蚀失效事故也开始增多，引起各制盐企业的重视，钛腐蚀的原因大致可归为四类：缝隙腐蚀、氢损失、应力腐蚀、铁污染等，且受材质成分、设计制作、工况介质等具体情况影响，腐蚀原因往往较为复杂，多为一个主要因素诱导，几种辅助因素共同作用的结果。
以下分析国内发生的两起制盐钛制换热器腐蚀失效案例。
1.案例一首效换热管腐蚀失效分析：2004年四川某制盐厂30 万吨/年装置检修时，发现首效换热管发生较严重的腐蚀。
该加热室总共1454 根钛管，本次检修共发现158 根换热管有不同程度的腐蚀穿孔。
已拔出的部分换热管进行检查，发现孔损、破损、脆裂较严重，有的管子从1米左右高处自然落下即断成两半或破裂，断口晶粒粗大，破裂片用手可掰断，吸氢脆化现象明显。
该装置首效加热蒸汽约0.4MPa，原料卤水为天然卤水和岩卤的混合卤水，用石灰乳预处理卤水，进罐pH约为8。
该套装置首效加热室采用某种钛合金材料，Ⅱ～Ⅳ效采用TA2 工业纯钛换热管。
在检修只发现了首效换热管有腐蚀，其余各效换热管未见腐蚀现象。
1.1．化学成分分析因抽换出的换热管已明显脆化(可以从“从1米左右高处自然落下即断成两半或破裂”看出)，据此判断材料吸氢肯定比较严重，为此分别取3段腐蚀较明显的管样和1段外观形貌较好的管样分别分析气体含量。
分析结果见表1，从表中可以看出，腐蚀样中氢含量明显高于未发生腐蚀样品，据此可以判断是失效换热管可能失效的一种方式是氢损伤。
1.2．化学成分比较采用化学分析和电镜（JSM6460）扫描相结合的方式，对腐蚀样和非腐蚀样进行较全面的化学成分分析。
分析结果与工业纯钛和钛钼镍合金的成分对比表见表2，从表中们可以看出，腐蚀管样的Mo、Ni 含量很少，几乎可以认为未检出，而主要成分和工业纯钛（TA2）比较接近，合金元素与钛钼镍合金（TA10）差距较大。
典型钢材失效分析案例详解
典型钢材失效分析案例详解案例一：端联器螺栓脆性断裂失效零件名称：端联器螺栓零件材料：中碳铬钼钢失效背景：在20余台重载履带车辆共6000多个端联器螺栓中有3个螺栓断裂，失效率为0.044%。
失效螺栓均是在使用初期断裂，见图1-1，螺栓断面形貌见图1-2。
图1-1的失效螺栓是一条新履带装车行驶1km后停车维护时，出现突然断裂。
螺栓头部一段从端联器中间的光孔中掉落，有螺纹的另一段残留在端联器上的螺纹孔中。
螺栓的服役条件在静止时受预紧静拉力，运动时受预紧静拉力加交变切向力。
图1-1断裂螺栓图1-2断裂螺栓的正面断口形貌失效部位：螺栓断裂部位位于垂直于轴向的螺纹中部。
失效特征：从图1-2螺栓断裂面看出，断口呈起伏状，无塑性变形，个别区域有面积大小不等的小平面，整个断面上无冶金缺陷。
断裂源只有一个，起始于断面外侧的螺纹根部应力集中处，断裂源宽约1mm，在半径2mm内的区域内较平坦，断裂源两侧10mm外的其余断面外圆处有1mm左右的拉边，断面主要由沿晶、冰糖状、大量的晶间微裂纹组成，整个断裂面上各个小平面之间没有显著的分界线，也没有疲劳断裂中的贝纹线，呈现出典型的无塑性脆性断裂形态。
综合分析：理化检测的化学成分、非金属夹杂物、晶粒度及热处理质量的结果表明，原材料、螺栓制造质量均满足技术要求。
螺栓的基体金相组织见图1-3，微观扫描断口形貌见图1-4。
图1-3断裂螺栓的金相组织200x图1-4断裂螺栓的扫描断口形貌查找生产作业，发现当初螺栓拧紧装配时，实际拧紧力矩远大于设计规定的力矩。
为对比分析，取9枚螺栓实物（8枚已使用无问题的螺栓，1枚未使用螺栓），进行强断拉伸试验。
螺栓拉伸试验断口的断裂源也同样位于一侧螺纹根部应力集中处，属于线断裂源，断口形貌平齐，见图1-5。
断口微观形貌见图1-6。
两种断口形貌对比见表1-1。
图1-5合格螺栓断口形貌（一） 图1-6合格螺栓断口形貌（二）表1-1两种断口形貌对比断口 失效件断口 无问题实物断口断口典型 形貌 断裂源附近的断面主要为沿晶断裂，呈冰糖 状，无明显塑性变形，还有少量韧窝。
失效分析案例讲解
原始资料收集及失效件初步检查
枪管加工工艺 枪管材料：30CrNi2WVA 军工钢(GJB) 长：111 mm 内径：9mm 壁厚：115 mm (内壁镀铬,有6条膛线) 原材料由φ42 mm的棒材通过锻造改拔成φ28 mm 的棒材,然后经以下工艺流程制成枪管成品: 下料→调质→深孔钻→电解抛光→挤丝→去应力→ 机加工→热处理→校直→机加工→酸洗(去除氧化膜) → 镀铬→打高压弹→磁粉探伤→检验→入成品库
失效机理分析及模拟验证 模拟验证试验
取20根与断裂枪管同状态的枪管进行校直模拟试验,对 枪管施加约1 t的压力使其变形,然后进行校直(以上工艺与 实际校直工序相同),校直后进行磁粉探伤,没有发现裂纹,因 此断裂不是由于校直裂纹扩展引起的。 探伤后,所有样品放在酸洗液(去除氧化膜酸溶液)中浸 30 min,取出后清洗并放置24 h,然后再次进行探伤, 5根枪 管出现了裂纹,长度在0.5-1cm之间,裂纹源在校直压点截面 的两侧,两侧均有裂纹产生。 对裂纹枪管进行高压试验,枪管马上断裂,其断口的宏观、 微观形貌与失效件基本一致,说明裂纹是由应力腐蚀引起的。
断口分析 断口宏观分析
宏观断口观察发现裂纹源在枪管内表面阴、阳线的交 界线上,裂纹扩展部分有明显的放射条纹,裂纹以裂源为中 心呈弧形向外扩展,最终断裂部位有明显的剪切唇。 用显微镜观察裂纹,发现裂纹源部分有约0.02 mm深 的渗铬层(图5白色部位),明显大于整体渗铬层深度(0.01 mm),说明枪管在内膛镀铬前已经产生了裂纹。
失效件初步检查
断裂枪管的裂纹都出现在管中部(图1),即进行校直时 的压点处。裂纹源在枪管内壁阴线与阳线的交界线上,成曲 线向外扩展,裂纹长度在410cm左右。根据断口的宏观形貌 (图2),可发现断口为脆性断口,裂源区、扩展区和瞬断区分 明。
课件腐蚀案例个人整理版(仅供参考)
应力腐蚀实例:实例1：北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造，由于冷凝液的腐蚀发生破坏，便用304型不锈钢（0Cr18Ni9）管更换。
使用不到两年出现泄漏，检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。
答：在北方冬季公路上撒盐作防冻剂，盐渗入土壤使公路两侧的土壤中氯化钠的含量大大提高，而选材者却不了解没有对土壤腐蚀做过分析。
就决定更换不锈钢管。
将奥氏体不锈钢用在这种含有很多氯化钠的潮湿土壤中，不锈钢肯定表现不佳，也需还不如碳钢呢。
防护措施：实例2：某化工厂生产氯化钾的车间，一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂，转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。
经鉴定为应力腐蚀破裂。
（P224）答：在氯化钾生产中选用1cr18Ni9Ti 这种奥氏体不锈钢转鼓是不当的。
氯化钾溶液是通过离心机转鼓过滤的。
氯化钾浓度为28°Bé，氯离子含量远远超过了发生应力腐蚀破裂所需的临界氯离子的浓度，溶液pH 值在中性范围内。
加之设备间断运行，溶液与空气的氧气能充分接触，这就是奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。
保护措施：停用期间使之完全浸与水中，与空气隔离；定期冲洗去掉表面氯化物等，尽量减轻发生应力破裂的环境条件，以延长使用寿命，不过，发生这种转鼓断裂飞出的恶性事故可能有一定的偶然性，但这种普通的奥氏体不锈钢用于这种高浓度氯化物环境，即使不发生这种恶性事故，其寿命也不长，因为除应力腐蚀还有，孔蚀，缝隙腐蚀等。
实例3：CO2压缩机一段、二段和三段中间冷却器为304L（00Cr19Ni10）型不锈钢制造。
投产一年多相继发生泄漏。
经检查，裂纹主要发生在高温端水侧管子与管板结合部位。
所用冷却水含氯化物0.002%~0.004%。
（P225）答：这里考虑奥氏体不锈钢的氯化物溶液中的scc，冷却水中氯化物含量控制很低，但仍然发生了scc 破坏。
设备为热交换器，结构为管壳式。
工艺介质走管程，水走壳程，进行热交换。
石油化工应力腐蚀与案例
催化裂化装置再生器、三旋环焊缝共发现裂纹400条，部分为穿透性裂纹。 重油催化裂化装置再生器稀相段8条环焊缝都发现了穿透性裂纹，共计 500多条，最长达5800mm，三旋筒体环焊缝发现穿透性裂纹120条。
二、催化再生系统设备开裂事故分析
• 此类问题在国内大范围出现，引起中石化和中油 的重视。 • 中石化组织首先北京设计院、石科院、钢铁总院 及洛阳设备所等单位对设备开裂原因和防护对策 进行了研究。 • 北京三聚公司、锦西石化分公司及北京科技大学 等单位也在中石油立项从工艺角度来解决这个问 题
10μm
304不锈钢在沸腾MgCl2溶液中的解理断口
35μm
不锈钢在沸腾MgCl2溶液中的准解理断口
35μm
300不锈钢在沸腾MgCl2溶液中的准解理断口
10μm
300不锈钢在沸腾MgCl2溶液中的沿晶断口
20μm
0Cr13马氏体不锈钢（二次回火）带腐蚀产物（圆圈标识区域） 和二次裂纹 （箭头指示区域）的断口表面
低碳钢 高强钢 奥氏体不锈钢钢 铝和铝合金 铜和铜合金 钛和钛合金 镁和镁合金 镍和镍合金 锆合金
304不锈钢破裂时间和电位及应力的关系 （144℃MgCl2溶液）
• 应力腐蚀断裂的特点是几乎完全没有金属 宏观体积上的塑性变形，在无裂纹、无蚀 坑或无缺陷的情况下，应力腐蚀断裂过程 可分为三个阶段：首先是孕育阶段，即由 于腐蚀引起裂纹或蚀坑的阶段；其次为裂 纹扩展阶段，即由裂纹源或蚀坑到达极限 应力值(单位面积所能承受最大载荷)为止的 这一阶段；最后是失稳断裂阶段。
三、催化再生系统设备开裂原因分析
1、敏感材料 我国炼油厂使用的材料多数为碳钢、低合 金钢，据有关文献记载，这种材料对硝酸 盐敏感。
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失效分析案例
案例3 3Ｃｒ2Ｗ8Ｖ钢热锻模具淬火开裂原因分析 1 背景 2 检验内容及结果
2 1 原材料化学成分 2 2 硬度测定 2 3 断口形貌
(1)宏观检查 (2)断口微观检查 2. 4 显微组织分析 3 讨论 4 结论
1、背景 某厂选用3Ｃｒ2Ｗ8Ｖ钢制造热锻模具用于锻造 25钢的齿状零件,模具加工成型后外部尺寸为500ｍｍ ×250ｍｍ×115ｍｍ,模具质量为110ｋｇ。在同一模具上
开出预锻和终锻两个型腔，加工时发现模具毛坯锻件硬 度偏高,采用ＨＲ150型洛氏硬度计测试硬度为30ＨＲＣ。 为便于加工,该厂将模具进行了一次降低硬度退火,但温度 和时间已无纪录。加工后的模具由本厂进行热处理,淬火 加热炉采用箱式电阻炉。为防止氧化,在模具周围填充旧 渗碳剂加以保护。模具淬火时先采用500℃、850℃两次 预热,后经1050℃×4ｈ保温,冷却介质选用Ｎ15号机油。 淬火过程中听到模具开裂声音,随即停止冷却,并放在 630℃回火炉中回火,回火时裂纹继续扩展使模具成为多个 碎块。由于发现模具开裂, 中止继续回火。
图6的金相组织表明,奥氏体晶粒粗大,马氏体粗大,属于明 显的过热现象。但模具表层细瓷状断口(图2、3)和细小晶 粒(图5),属于正常的淬火组织。分析认为:厂方在加工模具 时,发现锻件的硬度偏高,曾经进行一次降低硬度退火,但退 火保温时间不够,仅使表层重结晶细化,因此出现了表层的 细晶粒和细瓷状断口。
2 3 断口形貌
(1)宏观检查 模具横向多处断裂,裂纹特征有直裂纹、弯 折裂纹和圆弧裂纹,
在模具碎块的横断面表层可观察到有约30ｍｍ细瓷状 断口,见图2。断口内部有山脊状扩展形貌,放射线中心朝 向模具心部,表明裂纹源形成于模具心部。心部为粗晶状 断口,有十分明显的金属光泽。上述特征可以判定该模具 的开裂是由心部脆性解理断裂引发的。
LPG球罐腐蚀开裂失效分析
并含有大量固体颗粒 ’ 制造记录反映某些球罐的 焊接工艺不符合规范 ! 焊接时气温在 ( 且 W 以下 ! 预热和后热失控 ! 焊后热处理不当 ’ 球罐使用时 间为 $ 操作压力 " 脱 )" K年 ! X ( ! 4O . N O P 脱硫 7 氮 7 脱水等净化处理未达标 ! 球罐在使用中存在 脱水不勤 7 未按 Y 在用压力容器检验规程 Z 要求 进行检验等问题 ’
Q * R 金 属的 腐 蚀 速 度 与 S, 8分 压 呈 指 数 关 系 上 升 ’ 在金属表面产生的 I @ 8 J 腐蚀产物为多缺陷结构 !
成膜疏松 ! 与基体的附着力差 ! 易起皮 ! 在腐蚀
第* *卷第 #期
白金亮等 _O A M 球罐作为阴极与金属基体构成活性 微电池 ! 加速基体的腐蚀 " 所以 ! 原石油工业部 球罐安全技术会议纪要附件 (中规定 # $ % &年在 ’ 进罐的液态烃中 )* 标准状态 -不大于 +的含量 , # & & 0 $ % &年中 日炼油设备 腐 蚀 与 防 护 技 ./ . "# 术交流时 !日方甚至提出应控制 )* 标 +的含量 ,
" R 蚀特征 Q !蚀坑属阻塞电池腐蚀 0 / ’球罐盛 =< < 装的 N O P 中 S, 8含量超标 ! 某些 N O P 中的 S, 8 UV 质量分数远远大于 * ( ( T" ( ! 最高值曾达 * M!
铁素体 ] 珠光体
呈带状 / 0 铁素体 ] 珠光体 焊缝热影响区 7 不完全正火区 过热区 呈带状已分解 / 0 回火板条马氏体 ] 回火贝氏体 母材侧为回火板 条马氏体 ! 焊缝侧为 沿柱晶分布的先共 晶内为针 析铁素体 ! 状铁素体 ] 珠光体 沿柱晶分布的板 晶 条及块状铁素体 ! 内为针状铁素体] 珠光体
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案例 火电机组奥氏体钢管材失效分析
1 背景介绍
2 宏观检验 3 化学成分及机械性能检验
4 金相分析
5 电子探针检验
Байду номын сангаас
6 内应力分析
7 结果分析 8 防治对策
1 背景介绍
广东省沿海某电厂发生的一起煤气炉爆破事故。该电厂1 号机组的锅炉,是国内某锅炉厂D1025/18.2-Ⅱ3型再热自然循 环煤气炉,过热蒸气最大连续蒸气量1025ｔ/ｈ,出口压力17.4 ＭＰａ,出口温度540℃。全大屏过热器共有4屏,布置在炉膛 上部,横向节距2743.2ｍｍ,纵向节距61ｍｍ,管径51ｍｍ×7 ｍｍ,外圈第1、2根和最内圈作夹持管，材料为ＳＵＳ304Ｈ ＴＢ,其余管均为12Ｃr1ＭｏＶ,每大屏由8小屏组成,每小屏 有6根管子,绕成Ｕ形。全大屏工质进口温度为406℃,工质出 口温度462℃,工作压力18.6ＭＰａ。机组自投入使用到该次 事故发生累计运行3400ｈ,本次事故爆破的全大屏过热器管共 18根, 其中12根为二次事故所致。
4 金相分析
在爆口附近制备金相试样,晶粒度3～6级,单 相奥氏体,沿晶裂纹,裂纹中充满灰色的腐蚀物。
5 电子探针检验
断口及管子外表面氧化物成分见表3, 能谱分析发 现管子微裂纹处存在Ｃｌ、Ｓ元素。
6 内应力分析
在小弯头区域取样用衍射仪2θ 法进行测量,其结果 见表4。 Ｆe(222)晶面应力常数为586,计算求得σ =164 ＭＰa(压应力)，试验还表明试样存在明显的应力梯度。
8 防治对策
近年来，我国沿海地区大容量机组安装较多 , 不锈钢管材失 效爆破的事故时有发生,并几乎都是应力腐蚀所致,一爆就是一大 片,对正常生产影响较大。由于地处沿海地区,特别是南方亚热带 气候,控制腐蚀介质或腐蚀气氛的难度较大,有些生产单位曾寄希 望于更换更高档次的材料以求保证机组的正常运行 , 以致机组安 装及维修的费用增大,造成不必要的浪费。304这种管材是比较成 熟的材料,国外已有多年的运行历史，是比较理想的材料对氯离 子和应力腐蚀比较敏感是奥氏体不锈钢的共同弱点 , 材料本身的 内应力和外部的腐蚀介质或腐蚀气氛是不锈钢材料应力腐蚀失效 的内因和外因 , 只要能有效控制就能有效降低其失效几率。沿海 地区的机组除了要加强措施做好防腐工作外 , 更重要的是要从控 制内因方面着手 ,制造厂家和安装单位对弯管的不圆度和弯管及 焊接的热处理工艺等方面应严加控制 , 尽可能减少直至消除管材 的残余应力。使用单位对可疑的管段区域要进行应力检查 , 发现 有异应进行消除应力处理,发现微裂纹者应尽快更换,便可将事故 消灭在萌芽状态之中。
从断口表面的电子探针分析结果 ,致密氧化层表明这 种爆破失效是一缓慢的过程,管子的有关区域有可能在投 入运行之前就存在一些缺陷。经了解, 由于工程进度的 原因,这批管子在安装前已在工地放置了1年多时间,由于 工地面临大海,又属于亚热带地区,空气湿度大,具有形成 应力腐蚀的外部条件。夹持管材料延伸性较好,小角度处 转弯较多但变形量不大，从管子外壁局部区域存在弯管 时留下的压痕可推断弯管时加热温度不足。从试样内应 力分析可见管子弯后热处理不妥导致这一区域的残余应 力得不到有效消除,加上该电厂的特殊地理环境气候条件, 使得裂纹沿着管子拉应力垂直方向开始萌生并逐渐加深 , 致使投入运行3000 多小时就爆破失效。众多管子几乎在 同一时间爆破,而破口既有由内向外也有由外向内 ,横向 小裂纹管子内外壁均有,表明腐蚀介质或气氛对管子内外 壁的入侵是同时的、均匀的。
2 宏观检验
爆口均发生在小角度17°30′弯头附近,裂口均为横向, 在一次爆口的 6 根管子中有些管由外向内裂 , 有些则由内向 外裂,管径未涨粗,断口较平整,裂口内壁附近存在平行的未 穿透的横向裂纹,管外壁附有黑色的氧化层，管外壁局部有 弯管留下的压痕,这些区域的背面有较浅的横向裂痕萌生。
3 化学成分及机械性能检验
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
7 结果分析
ＳＵＳ304管材化学成分及机械性能均符合有关标准, 管壁未减薄 ,金相组织也未发现异常。一次失效事故中所 有的爆口和裂纹既不存在于管子的直段也不在管子变形量 最大和炉温最高的下弯头处 , 而全部集中在变形量不大的 小弯头附近 , 表明该材料在同一环境下失效与小弯头附近 材料的状况有某种关系。爆口附近及管子内外壁小裂纹的 形貌均为沿晶裂纹,裂纹中充满灰色的腐蚀物,爆口及裂纹 方向与弯头加工变形方向垂直。尽管经过爆管和试样割取 释放了大部分的内应力 , 衍射测量中仍可发现试样中存在 明显的应力和应力梯度，可以确定失效的原因是由于应力 腐蚀所致。