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316不锈钢储罐应力腐蚀裂纹产生机理研究背景

作者:镇田机械 时间:2019-03-27 15:02
316不锈钢储罐应力腐蚀裂纹产生机理研究背景 被广泛使用的18-8、18-12-Mo等Cr-Ni奥氏体不锈钢的应力腐蚀问题一直是国内外不锈钢储罐制造领域的重要研宄课题,同时也是应用不锈钢的各工业部 信息摘要:

316不锈钢储罐应力腐蚀裂纹产生机理研究背景

被广泛使用的18-8、18-12-Mo等Cr-Ni奥氏体不锈钢的应力腐蚀问题一直是国内外不锈钢储罐制造领域的重要研宄课题,同时也是应用不锈钢的各工业部门亟待解决的重要工程问题。

316不锈钢储罐应力腐蚀裂纹产生机理研究背景

针对奥氏体不锈钢应力腐蚀问题,本文借助于光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度仪等设备,通过对服役15年后316L奥氏体不锈钢箱式储罐封头焊缝附近的实际裂纹及其断口的形貌特征以及焊接接头与母材显微组织及耐蚀性变化的分析,研宄了316L奥氏体不锈钢箱式储罐封头焊接接头应力腐蚀裂纹的产生机理。

研宄表明:不锈钢储罐封头焊缝附近产生的裂纹具有明显的应力腐蚀裂纹特征,裂纹以沿晶和穿晶相混合的形式扩展。在板厚方向上裂纹较深,在裂纹内部存在大量腐蚀产物,奥氏体不锈钢中的条状5铁素体对裂纹的扩展有延迟作用。裂纹断口呈脆性断裂特征,并在表面覆盖了一层腐蚀产物。在取自储罐的试样表面还发现了点蚀坑、晶间腐蚀裂纹和熔合区裂纹等缺陷,这些缺陷对应力腐蚀开裂起到了促进作用。显微组织研宄结果表明不锈钢储罐组织主要由奥氏体和5铁素体组成。

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不锈钢储罐在长期服役过程中,沿铁素体/奥氏体界面和变形带有M23C6碳化物沉淀析出,在铁素体内部及碳化物周围有c相析出,这些富Cr脆硬相的析出造成不锈钢储罐力学性能及耐蚀性的下降。应力腐蚀试验和草酸电解浸蚀试验结果表明焊接接头热影响区耐蚀性下降最为明显。

幸运赛车官网 奥氏体不锈钢由于其良好的塑性、韧性及耐腐蚀性能,被广泛应用于化工、石油、海运等行业的储罐上。316L不锈钢是一种被广泛使用的超低碳奥氏体不锈钢,牌号为022Cr17Ni12Mo2,在室温下其显微组织主要为奥氏体。从成分上看,316L不锈钢加入了一定量的Mo元素,使钢的耐点蚀和缝隙腐蚀能力增强,同时也增强了对非氧化性酸(如稀H2SO4、H2PO4)和热有机酸的腐蚀抗力,并降低了钢的敏化倾向;另外316L不锈中Ni元素含量较高(12%-14%),增加了室温下奥氏体的稳定性,减少了钢在生产和使用过程中转变生成的铁素体和马氏体的数量,使不锈钢构件的耐腐蚀性有所提高;同时316L中含C量较低,减少了富Cr碳化物的生成,从而提高了抗晶间腐蚀能力。虽然316L不锈钢具有良好的耐蚀性,然而研宄表明[2],在侵蚀性离子特别是卤素离子的作用下,其在长期使用过程中仍然会不可避免地发生点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀以及应力腐蚀开裂(SCC)等现象,造成巨大的财产损失甚至人员伤亡。

316不锈钢储罐应力腐蚀裂纹产生机理研究背景

至今为止,众多专家学者对不锈钢各种腐蚀失效研宄已经开展几十年,取得了一定的研宄成果,并提出了适用于不同条件的腐蚀机理[3]。但在实际工程应用中,不锈钢构件即使在腐蚀介质的作用下,其腐蚀失效往往也需要很长的时间,因而对长时间使用后的不锈钢构件的组织及腐蚀现象进行研宄,对于研宄腐蚀机理、查清失效原因并及时采取有效的修复措施是十分必要的。

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