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波纹管开裂断裂原因分析

由宏观形貌观察和化学成分分析结果可知：在波纹管裂纹周围未发现夹渣、气孔、疏松等冶金缺陷;波纹管的化学成分符合标准要求。奥氏体不锈钢的敏化温度区间为450~850℃, 在该温度范围内铬元素容易在晶界附近富集, 形成m23c6型碳化物, 从而导致晶界附近出现贫铬区, 使晶间的耐腐蚀能力急剧下降, 在腐蚀介质作用下产生晶间腐蚀。研究表明, inconel 800合金退火温度在550~800℃范围内, 随退火温度的升高, 敏化度先上升后下降。失效波纹管的工作温度为500℃左右, 接近于敏化温度区间, 同时晶界处的析出物主要为富铬的m23c6型碳化物, 这符合贫铬理论。

由裂纹和断口形貌的分析可知:波纹管裂纹的发生是晶间腐蚀和应力腐蚀联合作用的结果, 且优先发生晶间腐蚀;波纹管断口主要为沿晶断裂特征, 断口腐蚀产物中硫元素含量较高。在石化行业中, 连多---环境容易引起设备产生应力腐蚀裂纹, 连多---一般是加工含硫的装置在期间, 残留在设备中的含硫腐蚀产物与水和氧反应生成的。由连多---引起的应力腐蚀裂纹呈沿晶特征, 并且波纹管的工作介质中含有烃类、水蒸气、一定量的含硫物质, 这就为连多---的形成提供了条件, 因此该波纹管失效的原因为连多---造成的应力腐蚀开裂。在连多---介质中, 铬在晶界上富集而形成贫铬区后, 基体和晶界上的碳化铬之间所形成的微电池使贫铬区优先溶解, 从而发生晶间腐蚀。