加氢构架新式仪器管材损裂解化的解析
宏观形貌分析观构以及与管子焊接的结构,裂纹本次发现裂纹的部位均在套管表面上,且离焊缝有一定的距离管子内表面(直接与介质接触)并没有产生裂纹开裂现象;与介质接触的部位套管内表面也已有微小裂纹开裂现象。
化学成份分析本次对套管与管子材料进行化学成份分析,分析结果见所示。
导压管管子与套管材料化学成份%CMnSiSPCrNiTiCuMo管子0.061.150.540.0080.02918.019.330.550.130.12套管0.240.890.660.0100.02617.656.740.140.150.13管子材料为奥氏体不锈钢,与之相接近的材料牌号为0Cr18Ni10T;i套管材料含镍量明显偏低,其镍为6.74%,而含碳量明显偏高,达0.24%,与之相对应的接近牌号为1Cr17Ni7,但含碳量明显偏高,1Cr17Ni7材料的含碳量应小于0.15%.由此可见,套管材料化学成份不符合要求,与连接管子的材料虽然同为奥氏体不锈钢,但材料化学成份明显存在较大的差异。
金相分析管子和套管材料的金相组织。
金相组织照片管子与套管焊缝组织呈单相奥氏体树枝状结晶,属正常焊缝组织。管子母材为奥氏体+孪晶+碳化物组织,也属正常组织。套管母材组织呈奥氏体+大量碳化物,晶界上和晶内弥撒分布大量的碳化物颗粒,且晶界粗大,由于该材料含碳量高达0.24,因此该材料很容易在环境或内部含硫介质作用下引起晶界开裂,对晶间腐蚀敏感性大大增加。由于焊缝组织正常,因此在焊缝上以及热影响区并没有产生裂纹开裂现象。
由可以看到本次发生的主裂纹是从套管外壁扩展进去。由于材料晶界分布大量的碳化物,从而导致套管内部直角部位产生微小的裂纹开裂。本次裂纹的扩展途径是沿晶扩展。
导压管套管沿厚度方向的裂纹扩展形貌裂纹断口微观形貌分析本次产生的裂纹是晶间腐蚀引起的。原因之一是由于套管材料含碳量偏高,且从裂纹的扩展方向判断主裂纹是从外壁产生开裂形成裂源。因此导压管套管外部环境就显得十分重要。为分析导致晶间腐蚀的介质因素,对套管断口进行微观形貌分析和腐蚀产物元素分析。裂纹断口微观形貌照片。
裂纹断口微观形貌裂源开裂处套管外表面没有腐蚀凹坑存在,外表面光滑平整,裂纹断口呈沿晶断裂特征,与金相分析相一致。整个断口的晶界上布满泥块状的腐蚀产物,该断口特征表明是一种较为典型的晶间腐蚀断口,对晶界上的泥块状腐蚀产物进行元素能谱分析,。断口腐蚀产物主要元素为硫,硫含量高达19.6%,因此可以明确引起本次导压管套管晶间腐蚀开裂的介质元素主要是硫化物,从而进一步推断本次套管外部周围环境一定存在湿的含硫介质环境。
结论(1)导压管套管材料虽系奥氏体不锈钢,但含碳量偏高,晶界上布满颗粒状碳化物,材料本身对晶间腐蚀敏感性增大。
(2)导压管管子材料无论是母材组织还是焊缝组织,都呈现正常组织特征。
(3)根据金相组织分析与裂纹断口微观形貌分析,本次产生的裂纹是由硫化物导致套管外表面发生晶间腐蚀裂纹,由于焊缝及热影响区组织正常,因此裂纹发生部位仅限于套管母材上。中国粮油仪器网 http://www.grainyq.com/
