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不锈钢管裂开的原因是什么

不锈钢管裂开的原因是什么呢?有相关专家对裂开的钢管进行检测,同时对钢管的水质进行分析。


结果:此裂纹为应力腐蚀裂纹;在60~120℃温度环境下使用时,钢管中水质的氯离子含量及总硬度严重超标是导致不锈钢管在应力处发生应力腐蚀断裂的主要原因。

钢结构

一、应该与环境腐蚀的作用下引起的金属开裂。


发生开裂必须有两个存在条件。存在即应力和腐蚀介质。



应力腐蚀是不锈钢重要失效形式之一,典型的应力腐蚀裂纹呈树枝状。不同腐蚀介质环境下不锈钢的应力腐蚀行为研究是不锈钢腐蚀研究的1项重要内容。本文结合实际例子,说明不锈钢发生应力腐蚀开裂的过程以及对设备造成的危害,分析了其产生的原因,找出合理的方法避免发生应力腐蚀开裂。


1.1试验对象


售往某公司的304钢卷在冷加工制成螺旋管换热器使用半年后发生了开裂,管中通水和油,如图1所示。


缺陷件厚约4mm,在两面均发现大量裂纹,裂纹发生在水油相交的位置附件,裂纹略呈锯齿状,并呈断续分布,且有的已呈穿透性裂纹。在裂纹附近有大量腐蚀坑,显微镜上放大观察,见图2,裂纹呈树枝状,与应力腐蚀裂纹示意图相似。


1.2研究方法


取开裂样1条,进行成分分析、金相分析。成分分析在美国热电直读光谱仪上进行。

钢结构

二、试验结果与讨论


1成分分析结果


对加工前和加工后的试样进行成分分析,分析结果表明加工前和加工后成分没有变化,结果见表1。


2水质分析


。在调查过程中发现,此不锈钢换热设备在使用过程中其冷却水温度基本介于60~120℃,对采集的水样进行分析,结果显示氯离子的质量浓度为408.95mg/L,总硬度达到1065.96mg/L,显然总硬度超标。GB50050—2007虽然对于氯离子的要求没有提到,但是在GB50050—1995中明确提出,氯离子质量浓度要不大于300mg/L,显然按GB50050—1995标准判断,此次水质中实测氯离子质量浓度大大超标。


3金相分析结果


图3为螺旋板换热器上部焊缝至定距柱与板焊缝间的切割面显微特征。


对缺陷试样进行腐蚀后的金相组织

钢结构

三、分析与讨论


此通过对304不锈钢管裂纹处金相分析,发现不锈钢发生了应力腐蚀,从而导致了产品的开裂,开裂处裂纹呈“干树枝”状;


通过对水质的分析以及结合现场使用环境,结果表明在高温下水质中的氯离子质量浓度和水质的总硬度超标是导致此次产品发生应力腐蚀开裂的主要原因。


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