液氨管道不锈钢三通开裂失效分析

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1、液氨管道不锈钢三通开裂失效分析摘要：本文针对液氨管道不锈钢三通出现开裂问题，进行Y—系列理化试验，包括拉伸、金相、扫描电镜观察等，最终确定此次裂纹开裂性质为应力腐蚀裂纹，造成三通幵裂的主要原因是该三通未进行固溶处理，且运行环境中存在ci等腐蚀性元素，而三通材质中P含量过高，Cr含量过低促进了应力腐蚀裂纹的萌生和扩展。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所右，如存不愿意被转载的情况，请通知我们删除己转载的信息，如果需要分享，请保留本段说明。关键词：液氨管道；不锈钢三通：应力腐蚀裂纹；失效分析中图分类号：TQ53文献标识码：A

2、文章编号：1671-2064(2017)12-0072-031概述某电厂氨区液氨管道不锈钢三通发生开裂泄漏，不锈钢三通规格为O108X4mni，材质为SA-213TP304H，运行介质为氨蒸汽，运行温度约200QC，运行压力小于IMPa，运行时间约15000h。2检验内容2.1宏观检查对发生开裂的不锈钢三通进行宏观检查，宏观照片及取样位置示意图如图1所示。宏观检查发现，三通本体两侧各有一条裂纹，一侧裂纹长约90mm,另一侧裂纹长约55mm,两条裂纹形态均为平直型，裂纹开口较小，没有明显的宏观塑性变形。三通外表面腐蚀不明显，但剖开后发现内表面存较多的腐蚀产物。2.2化学成分分析对不锈钢三通取

3、样钻取铁屑，利用PcrkinElmcr0ptima210ODV电感耦合等离子体发射光谱仪和C、S分析仪，依据GB/T20123-2006《钢铁？碳硫含景的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法》及GB/T223《钢铁及合金化学分析方法》进行化学成分分析，成分分析结果见表1。化学成分结果表明，三通取样的C含量低于GB5310-2008中对07Crl9Nil0(TP304II)钢C含量规定的下限值，但仍在允许的偏差范内，而P含量高于标准规定的上限值，Cr含量低于规定的下限值，P和Cr的含量匕超出标准允许的偏差范围。2.3室温拉伸试验依据GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方

4、法》，对三通取样进行室温拉伸试验，拉伸试样采用弧线试样，保留原表面，使用设备为日本岛津AG-IClOOkN精密电子万能材料试验机。试验钻果见表2。室温拉伸试验检验结果表明，三通取样的室温抗拉强度和屈服强度显著高于GB5310-2008中对07Crl9Nil0(TP30411)钢规定的上限值，而延伸率则明显偏低，不到标准规定下限值的一半。2.4金相检验采用ZEISSAXIOVERT200MAT研宄级倒置万能金相显微镜，依据GB/T13299-1991《钢的显微组织评定方法》对三通本体断面处取样1#、三通本体裂纹尖端处取样2#和直段母材取样3#进行观察和检验，金相检验照片见图2〜图4,金相检验

5、结果如下：巾图2金相组织照片可以看出，三通本体断面处取样1#的金相组织为奥氏体组织，基体内存在大量的形变孪晶，晶粒有明显的拉长变形特征，晶粒度为5〜6级。断面处呈沿晶断裂特征，可见二次裂纹。由图3金相组织照片可以看出，三通本体裂纹尖端处取样2#的金相组织为奥氏体组织，基体内存在大量的形变孪晶，晶粒有明显的拉长变形特征，晶粒度为5〜6级。裂纹有明显的分叉，裂纹以沿晶型开裂特征为主。由图4金相组织照片可以看出，直段母材取样3#的金相组织为孪晶奥氏体组织，晶粒度为6〜7级，组织正常。2.5非金属夹杂检验采用ZEISSAXIOVERT200MAT研究级倒置万能金相显微镜，依据GB/T10561-2

6、005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》对三通取样进行非金属夹杂物检验，检验照片见图5,检验结果见表3。非金属夹杂物检验结果表明，各位置取样的非金属夹杂物等级满足GB5310-2008的要求。2.6维氏硬度试验对各位置取样的金相样品表面进行维氏硬度检验，维氏硬度检验依据GB/T4340.1-2009《金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法》标准，在金相检验面进行，测试设备为HV-50Z型自动转塔数显维氏硬度计，试验力为lOkgf，试验力保持时间10s。维氏硬度检验结果见表4。三通取样的维氏硬度检验结果表明，三通本体取样的硬度值显著高于GB5310-2008中对07Crl9N

7、il0(TP304H)钢规定的上限值，直段母材取样的硬度值满足标准要求。2.7扫描电镜微观观察及能谱分析依据JY/T010《分析型扫描电子显微镜方法通则》，对三通断口取样进行扫描电镜微观观察及能谱微区成分分析，结果见图6和图7。通过对三通断门的扫描电镜观察及能谱分析可以看出，断n由内壁侧启裂向外壁侧扩展，整个断面均为冰糖块状的沿晶型断裂特征，断面上覆盖右较多的腐蚀产物，内壁侧启裂区尤为明显，且右较多的腐蚀坑。对腐蚀产物的