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尿素合成塔冷凝器断裂分析

时间:2013-04-16 14:26:05  来源:  作者:

失效冷凝器管材料为316L不锈钢,经固溶处理。管子工作温度为180℃,工作压力为16.7kPa,管内介质为甲酸、氨、一氧化碳。使用约一年后,在管子的一处发现裂纹。该裂纹产生于焊接处附近。裂纹打开后断口形貌如图1所示,断口处有严重腐蚀特征。管子外表面呈黄褐色,并有腐蚀引起的凹坑。MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

断口用扫描电镜观察,为典型的沿晶断裂,有大量沿晶二次裂纹和腐蚀坑特征,见图2、图3。对管子断口附近表面观察,可看到沿晶龟裂状裂纹,见图4。MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

断口附近取样作金相分析,沿管子外表处有沿晶裂纹,沿奥氏体晶界扩展特征,显微组织属单相奥氏体,见图5。MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

分析结论:管子在焊缝两侧处热影响区温度可达到450~850℃,而该温度范围为奥氏体敏化区。由于碳化物在晶界析出,使晶界附近产生贫铬,造成晶界抗腐蚀性能降低,在腐蚀介质作用下产生晶问腐蚀开裂。MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

 图1  实物.jpgMmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图1  实物MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

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图号:图1MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

说明:管子裂纹产生于焊接热影响区,用人工方法打开裂纹后的断口形貌,图中小块试样是管子上割下的断口,断口表面腐蚀现象严重,呈褐色。MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图2  SEI  200X.jpgMmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图2  SEI  200XMmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图号:图2MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

说明:断口扫描电镜图像。典型的沿晶断裂,并有沿晶二次裂纹。MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图3  SEI  200X.jpgMmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图3  SEI  200XMmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图号:图3MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

说明:断口高倍图像。沿晶断裂及二次裂纹,并有大量的腐蚀坑与位错蚀坑相似,有几何形状。MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图4  SEI  200X.jpgMmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图4  SEI  200XMmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图号:图4MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

说明:管子断口附近外表面扫描电镜图说像有沿晶腐蚀特征。MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图5  OMI  200X.jpgMmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

图5  OMI  200XMmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

号:图5MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

说明:管子显微组织,为单相奥氏体,表面有沿晶腐蚀裂纹。试样经盐酸过氧化氢水溶液浸蚀。MmD热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE


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