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波纹管开裂断裂的原因有哪些?

更新时间:2022-06-13 14:07:15 浏览量:20

破裂、断裂、开裂原因分析。


  宏观形态观察和化学成分分析结果表明,波纹管裂纹周围未发现夹渣、孔隙、疏松等冶金缺陷;波纹管的化学成分符合标准要求。奥氏体不锈钢的敏化温度范围为450~850℃。在此温度范围内,铬容易在晶界附近富集,形成M23C6碳化物,导致晶界附近出现贫铬区,导致晶间耐腐蚀性急剧下降,在腐蚀介质的作用下产生晶间腐蚀。研究表明,Inconel800合金退火温度在550~800℃范围内,随着退火温度的升高,敏化度先上升后下降。失效波纹管的工作温度约为500℃,接近敏化温度范围。同时,晶界处的沉淀物主要为富铬M23C6碳化物,符合“贫铬理论”。


  HDPE双壁波纹管


  通过对裂纹和断裂形状的分析,可以看出波纹管裂纹的发生是晶间腐蚀和应力腐蚀结合的结果,晶间腐蚀优先;波纹管断裂主要是沿晶体断裂的特点,断裂腐蚀产物中硫含量较高。在石化行业,连多硫酸环境容易引起设备应力腐蚀裂纹。连多硫酸一般是在停机期间加工含硫原油的装置,残留在设备中的含硫腐蚀产物与水和氧发生反应而产生的。连多硫酸引起的应力腐蚀裂纹具有沿晶特性,波纹管的工作介质中含有碳氢化合物、水蒸气和一定量的含硫物质,为连多硫酸的形成提供了条件。因此,波纹管失效的原因是连多硫酸引起的应力腐蚀开裂。在连多硫酸介质中,铬在晶界富集形成贫铬区后,基体与晶界碳化铬形成的微电池优先溶解贫铬区,导致晶间腐蚀。


  与普通压力容器相比,波纹管的工作条件更差,除了承受工作温度、压力和介质的作用外,还会产生较大的变形。波纹管通过变形提供管道补偿所需的位移。位移导致波纹管产生较高的轴向应力和弯曲应力,使裂纹以横向裂纹为主,存在一些与横向裂纹有一定角度的斜裂纹。在许多情况下,波纹管也会受到机械振动和管道内介质流动引起的振动。同时,管道、介质和保温材料的自重作用会导致波纹管产生一定的弯矩,因此波纹管在工作时的应力状态非常复杂。由此可见,晶间腐蚀产生的微裂纹是裂纹源。在应力作用下,微裂纹扩导致应力腐蚀裂纹的形成。


  此外,波纹管组织的晶粒相对较厚,对材料的性能有不利影响,晶体边界的强度也急剧下降。因此,在应力和腐蚀介质的共同作用下,晶粒粗大会增加晶体间的腐蚀倾向,加速裂纹的扩展。


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