蒸汽发生器传热管裂纹断口电子金相分析

为了判断某蒸汽发生器传热管的开裂性质和影响因素,用电子显微镜对该蒸汽发生器传热管管束裂纹进行断口电子金相分析.通过对管束大量电子断口的观察分析,证明了断口为准解理断裂,具有河流花样的特征.根据电子衍射和电子探针对管束断口腐蚀产物和夹杂物的分析计算,确定了腐蚀产物和夹杂物的成分.由断口形貌特征及对比试验可以确认该蒸汽发生器传热管管束发生应力腐蚀开裂,是一种脆性的穿晶断裂.     

镁合金应力腐蚀开裂敏感性影响因素及防护措施

在腐蚀性环境中,镁合金具有十分强烈的应力腐蚀敏感性,往往降低材料性能,制约镁合金的应用.基于近些年来镁合金应力腐蚀开裂导致了一系列工业事故频繁发生的事实,需要了解和重视镁合金应力腐蚀开裂敏感性的影响因素及防护方法,针对影响镁合金应力腐蚀开裂敏感性的各项因素进行了综合的分析,并从应力,腐蚀环境,合金品质等方面对国内外镁合金应力腐蚀开裂防护措施的最新进展进行了介绍,并提出了镁合金应力腐蚀及防护领域未来所面临的任务.     

904L 在甲乙酮生产装置中开裂原因分析

在6 MPa 、155 ℃, pH 值为3～ 7 , 使用氢型树脂催化剂生产甲乙酮的环境中, 对904L 制水帽筛网网丝开裂失效进行了现场调研和腐蚀形态观测。通过904L 合金元素质量分数、腐蚀介质的测定和材料内部夹杂物、网丝残余应力来源、裂纹形态等分析与观察认为网丝开裂属于应力腐蚀开裂。阐述了材料内Ni 、Mo 、Cu 合金元素用量不足、C 含量超标、内部夹杂物多和残余应力高, 以及安装、运输过程中损伤钝化表面是应力腐蚀开裂失效的主要原因。说明了发生应力腐蚀开裂的过程是:催化剂与网丝表面形成缝隙, 缝隙内急速酸化, 当pH值降到904L 去钝化要求的值时, 缝隙内发生钝化膜全面的还原性破坏。构成了由缝隙内金属表面(活性区)-电解质溶液-缝隙外金属表面(钝化区)组成的宏观腐蚀电池。当缝隙内达到一定腐蚀深度时产生应力集中引发裂纹, 发生应力腐蚀开裂。裂纹垂直于网丝圆周方向并沿网丝径向发展, 达到网丝中性面时裂纹消失, 中性面内压应力区没有裂纹。因此, 网丝外表面深度较大的腐蚀坑内看不到裂纹。     

风机叶轮腐蚀开裂机制与预防

在微观组织和裂纹形貌观察的基础上,分析了失效叶轮早期腐蚀开裂机制。结果表明,叶轮失效是Cl-促进下应力腐蚀开裂造成的。在叶轮本体上焊接扰流板后,焊接热循环使靠近熔合线的叶轮本体组织发生了显著变化,其中二次相的析出直接导致了叶轮本体耐蚀性降低,进而在工作应力和焊接残余应力联合作用下发生了应力腐蚀开裂,分析表明,叶轮本体上工作应力非均匀分布,越靠近叶轮心部,工作应力越大,越容易引发应力腐蚀开裂。进而提出了去除靠近叶轮心部4个扰流板的预防措施并进行了生产验证,结果表明,这一做法可有效预防叶轮过早应力腐蚀开裂。     

低温多效海水淡化装置中HAl77-2铜管腐蚀失效分析

通过腐蚀电化学测试和腐蚀形貌检测,借助表面物相结构和元素成分分析,对某电厂2.5×10~4t/d的4号M ED海水淡化装置HAl77-2铜合金热交换管进行失效分析.结果表明,管板或隔板与铜合金管之间出现横向开裂的主要诱因在于机组振动导致铜管的磨损,继而产生缝隙腐蚀,同时管子受到外力剪切,引起腐蚀疲劳发生开裂.麻坑腐蚀属于脱锌腐蚀,其原因与铜管表面不均匀、不致密的结垢层有关.     

未溶相和再结晶对Al-Zn-Mg-Cu合金应力腐蚀抗力的影响

采用慢应力拉伸技术,结合金相、扫描和透射电镜观察,研究了未溶相和再结晶对Al-Zn-Mg-Cu合金应力腐蚀抗力的影响。结果表明:未溶相引起的点蚀导致应力腐蚀裂纹萌生;再结晶加速了L-T和T-L方向应力腐蚀裂纹扩展,降低了应力腐蚀抗力。应力腐蚀抗力主要由再结晶因素控制。再结晶降低应力腐蚀抗力主要是由再结晶晶界析出相较差耐蚀引发的。     

钢结构厂房横梁开裂分析与修复

针对钢结构厂房横梁翼板与端板之间热影响区开裂,用光学显微镜观察母材、焊缝、热影响区显微组织,用直读光谱仪对钢板、焊丝、焊缝的成分进行了分析.证明了横梁开裂是因为翼板中存在带状组织和夹杂物,由于焊接线能量过大导致焊接热影响区出现魏氏组织和翼板中的夹杂物进入焊缝,在焊接应力的作用下产生了开裂.并通过改进工艺和结构解决了开裂问题.     

低合金高强钢换热管开裂原因分析

某公司生产的一种换热器,其管程介质为调温水,壳程介质为低压蒸汽。换热设备在运行不到半年突然发生泄漏事故,导致设备停车。维修检查时发现多处换热管的管头处存在裂纹,且裂纹为环向裂纹,有的管头甚至出现断裂现象。为此,对换热管的化学成分、硬度、力学性能、金相组织进行了检测和分析,用SEM扫描电镜对裂纹的微观形貌进行观察和分析,同时用EDS能谱仪对换热管断口处的产物进行分析。结果表明,夹杂物是引起换热管开裂的部分原因,换热管中的腐蚀介质是导致换热管失效的重要原因,换热管中内应力过大是引起换热管失效的根本原因。     

低合金高强钢换热管开裂原因分析

某公司生产的一种换热器,其管程介质为调温水,壳程介质为低压蒸汽。换热设备在运行不到半年突然发生泄漏事故,导致设备停车。维修检查时发现多处换热管的管头处存在裂纹,且裂纹为环向裂纹,有的管头甚至出现断裂现象。为此,对换热管的化学成分、硬度、力学性能、金相组织进行了检测和分析,用SEM扫描电镜对裂纹的微观形貌进行观察和分析,同时用EDS能谱仪对换热管断口处的产物进行分析。结果表明,夹杂物是引起换热管开裂的部分原因,换热管中的腐蚀介质是导致换热管失效的重要原因,换热管中内应力过大是引起换热管失效的根本原因。     

Cl~-在不锈钢管道内腐蚀的安全性研究

通过实验室模拟的方法对化肥厂设备内部介质进行测定,分析其中主要腐蚀气体成分及浓度,为化工厂生产过程的改进提出依据,以减少腐蚀及提高化工生产的安全性.其结果表明:平均氯离子浓度分别为50.96 mg·L-1(D304-10、45.40 mg·L-1(D304-2)、56.72 mg·L-1(D305-1)和54.95 mg·L-1(D305-2),均超过了不锈钢不发生应力腐蚀开裂的Cl-极限含量10ppm的5倍、4.5倍、5.6倍和5.4倍.所以,致使化肥厂设备开裂的原因是Cl-在管道内局部富集发生点蚀,进而引发材料的应力腐蚀开裂.     

经垫衬法修复后铸铁管道接口力学性能试验

垫衬法是指采用柔性的高密度聚乙烯速格垫作为内衬材料并使用V型速格键与高徽浆进行贴合并填充管道接口缝隙的一种管道非开挖修复技术.垫衬法可有效提高供水管道的过流量、耐腐蚀性与防渗漏性能,避免大规模开挖与修复.为研究垫衬法修复对管道承载力和变形能力的提升效果,采用垫衬法对现有DN400球墨铸铁供水管道的承插式接口进行修复,在外部无覆土、管内注水条件下,对修复后球墨铸铁供水管道承插式接口进行拟静力拉拔与弯曲试验,分析了修复后管道接口的轴向抗拔与横向抗弯曲的力学性能与破坏模式,建立了修复后管道接口失效判定准则.对比垫衬法修复前后管道接口的力学性能表明,该方法能显著提高管道接口的抗拉、抗弯承载力.本试验研究成果为管道垫衬法修复技术的适用性与施工工艺的提升提供了必要的试验数据与理论依据.     

CO2增采环境下X70管线钢的应力腐蚀开裂行为研究

在CO₂增采（CCS?EOR）环境下,研究了X70管线钢在不同CO₂压力下的腐蚀开裂行为及其机理。 使用高压反应釜及模拟采出水溶液,对现场环境进行了模拟;通过电化学实验,研究了X70管线钢在CCS?EOR环境下的腐蚀速率与腐蚀机理;通过慢应变速率拉伸实验,研究了模拟环境下X70管线钢的腐蚀开裂行为;通过扫描电镜,分析了不同CO₂压力下X70管线钢的腐蚀开裂机理。 结果表明,X70管线钢的腐蚀速率随着CO₂压力的增加而增加;X70管线钢表面产生的腐蚀产物膜不能保护金属基体,而且加剧局部腐蚀;在腐蚀产物膜的影响下,CO₂压力的增高使X70管线钢应力腐蚀敏感性增加,X70管线钢腐蚀开裂同时受金属表面裂纹的影响。     

重催油浆换热器管板开裂的应力腐蚀失效

锦州石化六厂的重催油浆换热器,在投入使用半年多就在浮头管板处出现多处裂纹,裂纹大多从管束开始呈环状沿径向管板延伸,导致不能正常生产,造成较大的经济损失。介绍了此换热器的工艺条件,对开裂的浮头管板进行断口宏观形貌、微观形貌、准解理微观形貌、腐蚀产物和管桥部位裂纹分析,并得出应力腐蚀是引起重催油浆换热器管板开裂的重要原因之一。分析油浆换热器管板受力和腐蚀环境:管板在焊接残余应力、温差应力、气-液两相流的诱导振动及装配应力的相互叠加作用下,受拉应力;在高温环烷酸和高温重硫醇、重硫醚的腐蚀环境中,导致应力腐蚀开裂。     

表面自然腐蚀后带缺陷管钢的力学性能研究

针对腐蚀对管道钢的力学性能的影响问题，对不同腐蚀程度的管道钢进行拉伸试验，研究不同腐蚀程度的管道钢其力学性能与腐蚀损失度之间的关系。并基于试验结果建立数值分析模型，分析腐蚀坑处应力状态。轴向拉力作用下，带腐蚀缺陷管道钢的断裂位置发生在深宽比最大的腐蚀坑处；表面腐蚀缺陷管钢的屈服强度、弹性模量与腐蚀损失度相关度较低，而屈服荷载和等效弹性模量随着腐蚀程度的增加而明显降低；腐蚀坑的最大深宽比是影响管钢腐蚀坑处的应力集中系数的主要因素。研究结果可为在役管线力学性能进行评估预测，对预防管道泄漏及生命周期提供分析依据。     

石化火炬燃烧器管线裂纹开裂失效分析

研究了火炬燃烧器管线开裂区域的破坏机理,通过对管线进行低倍宏观分析、材质分析、显微镜金相分析、扫描电子显微镜（SEM）微观形貌及能谱分析（EDS）与实验相结合的手段,找出了管线失效开裂的原因,进一步分析了敏感环境（介质）、敏感材料和应力状况对管线开裂失效造成的影响。结果表明,在一定的温度下,管线内形成H₂S＋CO₂＋H₂O的酸性腐蚀环境,火炬燃烧器管线的不锈钢材质敏化严重,存在严重的晶间腐蚀;晶间腐蚀造成管壁表面晶粒剥落,产生点蚀坑,点蚀坑处又成为应力腐蚀裂纹的裂纹源;火炬燃烧器管线在制造加工、装置运行等过程中会产生一定程度的应力集中,在腐蚀介质、敏感材质和应力集中三个因素的影响下,火炬燃烧器管线会发生晶间型应力腐蚀开裂而失效。     

基于有限元分析的管道腐蚀缺陷生长预测模型

由于服役环境的影响,管线钢表面不可避免的会出现腐蚀缺陷,腐蚀处会产生应力集中,促进裂纹形核。基于有限元方法建立了用于预测腐蚀缺陷形貌发展的应力和电化学多物理场耦合模型。在模型中采用了变形几何和动态网格技术,用以研究X70管线钢在海泥模拟溶液中的应力腐蚀行为和腐蚀形貌随时间发展情况。结果表明,机械⁃电化学效应对应力腐蚀裂纹的形核具有重要作用;较小的腐蚀缺陷宽度使应力集中程度加大,电极电位负移,腐蚀速率增大;随着操作压力增大,腐蚀缺陷底部的管壁出现大面积的高应力集中区域,因腐蚀导致的金属损失面积增大。     

SA-387MGR22CL2钢的焊接

2.25Cr-1Mo珠光体耐热钢,有较高的抗氧化性、耐高温和具有长期服役的微观组织的稳定性。主要用于原子能、石油加氢裂化、加氢精制和加氢重整等反应器。为了控制2.25Cr-1Mo长期在高温状态下服役母材和焊缝金属出现回火脆化及在焊接过程中焊接难度较大的问题,针对回火脆化控制过程提出了母材与焊材的选材规则、焊接方法、焊接工艺规程、焊接工艺评定、分步冷却处理程序及试验数据和一些其他辅助的措施,确定了如何选择焊接材料、保证预热温度、控制好层间温度和后热温度、控制焊接线能量、选择合适的热处理工艺等一系列方案。通过焊接工艺评定结果的验证,焊缝的各项技术指标均达到产品技术要求所规定的各项数值,并获得符合产品技术要求所规定的焊接接头。     

锈损冷弯薄壁型钢材料力学性能试验

为研究锈蚀对冷弯薄壁型钢材料力学性能的影响,通过对工业环境下服役9 a的冷弯薄壁C型檩条进行拉伸试验,探讨锈蚀程度、类型对其材料力学性能的影响.研究了钢材断口形态、应力-应变曲线、力学性能指标与其锈损程度、类型之间的关系,建立了锈损冷弯薄壁型钢材料本构模型.在此基础上,运用有限元方法分析比较了锈蚀对不同材料属性、不同厚度钢板力学性能的影响.结果表明:点蚀试件断口为单一的平断形式,而全面锈蚀试件断口则呈现为斜断、圆弧断或阶梯断;点蚀试件均表现为屈服平台、颈缩段消失,而全面锈蚀仅当锈蚀率达到36.14%时,屈服平台才消失;试件屈服强度、极限强度、伸长率、极限应变、弹性模量均随锈蚀程度增大而减小,当锈蚀率为36%时,强度下降36.66%,伸长率下降约70%.点蚀对延性的影响要高于全面锈蚀,锈蚀对冷弯薄壁型钢材料性能的影响要高于热轧型钢.     

储油球罐底部脱水管断裂失效分析

储油球罐在服役过程中其底部脱水管突然沿焊道发生了断裂。采用宏观、金相及硬度检验等方法对断裂原因进行了分析,结果是由于焊接工艺不当,在焊缝热影响区形成了粗大而硬脆的马氏体条带,焊后亦未及时退火处理。在焊接应力及工作应力作用下,致使焊缝淬硬区产生应力集中断裂。过多的夹杂物和寒冷的服役环境促进了断裂的进程。     

基于有限元分析的PE燃气管道有固定墩的跨越段应力分析

研究有固定墩的聚乙烯燃气跨越管道力学性能,对城镇燃气管网的安全运行具有重要意义。基于有限元分析理论,建立了两端设有固定墩的聚乙烯跨越管道仿真模型,运用工程分析软件ANSYS对聚乙烯燃气管道进行模拟,分析并讨论了跨长、管径以及内压等因素对管道变形和应力的影响及其变化规律。研究结果表明,管道跨中挠度在跨长低于15m 时增加缓慢,但是当跨度大于15m 时,管道的跨中挠度会急剧增加;管道所受的应力随着管道跨度的增加而增加,但是增长相对平稳;管径对管道的跨中挠度和应力也有影响,管道的跨中挠度和应力均随着管径的增大而减小;管道内压对管道的跨中挠度影响较小,几乎没有变化,但是管道所受应力随着管道内压的增大而增大。