PDF《304犔 不锈钢管失效分析》

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8 4 -) , 工程师, 硕士, 主要从事于石油 化工材料腐蚀与防护,

1 8

6 3

2 7

5 7

7 8

3 , f u x i a o q i a o@c p e c c n c . c o m C H S

0 0

2 ( E

3 0

8 L

1 6) , 分别符合 AW SA

5 .

9 :

2 0

0 6 《 裸不锈钢焊条和焊棒的规范》 和AW SA

5 .

4 / A

5 .

4 M:

2 0

0 6 《 保护金属电弧焊用不锈钢焊接焊条标准》 的要求, 其化学成分见表1 . 表1 焊材的化学成分( 质量分数) T a b .

1 C h e m i c a l c o m p o s i t i o no fw e l d i n gm a t e r i a l s ( m a s s f r a c t i o n ) % 焊材 C Mn S i P S C r N i C u M o CHG

3 0

8 L( E R3

0 8 L)0.

0 1

9 1.

7 3 0.

5 4 0.

0 2 10.

0 1

41 9.

9 31 0.

0 50.

0 4 90.

0 5

8 CH S

0 0 2( E

3 0

8 L

1 6)0.

0 2

4 0.

8 2 0.

7 6 0.

0 2 70.

0 0

8 32 0.

0 6 9.

3 5 0.

0 5 40.

0 3

4 为了解该3

0 4 L不锈钢管失效的原因, 本工作 通过各种分析手段对该失效钢管进行了理化检验和 分析, 并提出了相应的解决方案和措施.

1 理化检验及结果

1 .

1 宏观形貌分析 截取穿孔管段, 观察其宏观形貌.由图1可以 看出, 不仅3

0 4 L不锈钢管母材发生了腐蚀穿孔, 热・179・第3 9卷第1 2期2018年1 2月 腐蚀与防护 C O R R O S I O N &

P R O T E C T I O N V o l .

3 9 N o .

1 2 D e c e m b e r

2 0

1 8 ( a ) 母材外表面 ( b ) 热影响区外表面 ( c ) 母材内表面 ( d ) 热影响区表面 图1 失效3

0 4 L不锈钢管穿孔管段的宏观形貌 F i g .

1 M a c r o g r a p h so f p e r f o r a t e ds e c t i o no f f a i l e d3

0 4 Ls t a i n l e s s s t e e l p i p e : ( a ) o u t s i d e s u r f a c eo f s u b s t r a t e ;

( b ) o u t s i d e s u r f a c eo f h e a t a f f e c t e dz o n e ;

( c ) i n s i d e s u r f a c eo f s u b s t r a t e ;

( d ) i n s i d e s u r f a c eo f h e a t a f f e c t e dz o n e 影响区也发生了腐蚀穿孔.母材处的泄漏孔位于管 线底部, 孔径为3~5mm, 在母材外表面的泄漏孔 周围有二次腐蚀痕迹, 母材内表面可见均匀覆盖的 黄色腐蚀产物及大量点蚀坑.热影响区处的泄漏孔 孔径为1 ~ 2mm, 在其内表面可见黄色浮锈, 外表 面无显著腐蚀痕迹, 其余部分未见异常.

1 .

2 化学成分分析 采用光电发射光谱仪( O E S )和碳硫分析仪对 失效3

0 4 L不锈钢管的母材和焊缝进行化学成分分 析, 结果见表2 .结果表明: 失效3

0 4 L不锈钢管的 母材中碳含量超标;

焊缝中碳含量也偏高, 这主要是 由于焊接时母材中的碳元素向焊缝扩散造成的;

另 外焊缝中锰、 铬及镍等元素含量低于焊材中的, 这主 要是由于焊接时焊材中锰、 铬及镍等元素向母材区 域扩散或烧损造成的. 表2 失效3

0 4 滩恍飧止苣覆暮秃阜斓幕С煞 ( 质量分数) T a b .

2 C h e m i c a l c o m p o s i t i o no f s u b s t r a t e a n dw e l do f f a i l e d3

0 4 Ls t a i n l e s s s t e e l p i p e( m a s s f r a c t i o n ) % 试样 C S i Mn S P C r N i 母材 0.

0 3

6 0.

3 6 1.

4 0 0.

0 0

84 0.

0 2

2 1 7.

8 8.

1 8 焊缝 0.

0 3

7 0.

4 5 1.

3 8 0.

0 0

82 0.

0 2

9 1 8.

4 8.

5 6 G B / T1

4 9

7 6-2

0 1

2 0.

0 3

0 1.

0 0 2.

0 0 0.

0 3

00 0.

0 3

5 1 8. 0~

2 0.

0 8.

0 0~

1 2.

0 0 铬元素与氧元素反应在不锈钢表面形成致密的 钝化膜是不锈钢具有较好耐蚀性的根本原因.因此, 铬元素对不锈钢的耐蚀性起决定作用.但不锈 钢中碳含量超标很容易引起贫铬现象的发生, 导致 与氧反应的铬元素的量不足, 从而无法形成致密的 钝化膜, 因此不锈钢的耐蚀性下降.故碳含量对不 锈钢的耐蚀性也起着重要的作用.另外, 在热影响 区受热过程中, 晶粒长大, 同时碳元素不断扩散到晶 界与铬形成碳化物, 造成晶界缺少铬, 形成一条贫铬 带, 此处很难形成较为完整的氧化铬钝化膜, 腐蚀很 容易从此处诱发[