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奧氏體不銹鋼壓力管道應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理
? ? ??在化工領(lǐng)域，輸送腐蝕性介質(zhì)的壓力管道常用的材料為奧氏體不銹鋼，而應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是奧氏體不銹鋼壓力管道最主要的失效方式。
?????大量研究工作表明：當(dāng)奧氏體不銹鋼壓力管道輸送的介質(zhì)為酸性氣體或液體時(shí)，其應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理以氫致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂為主；當(dāng)輸送腐蝕介質(zhì)為中性或堿性的氣體或液體時(shí)，其應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理則主要遵循“滑移－溶解－斷裂”模型。
1、氫致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂
?????在拉應(yīng)力誘導(dǎo)擴(kuò)散的作用下，氫元素向裂紋尖端區(qū)域聚集。同時(shí)，拉應(yīng)力導(dǎo)致的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)也會(huì)攜帶氫運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位錯(cuò)受阻于其他缺陷或發(fā)生反應(yīng)時(shí)，氫元素將在這些位置上富集。氫元素具有使鈍化膜穩(wěn)定性顯著下降、加速陽(yáng)極溶解等作用，在氫和拉應(yīng)力的協(xié)同作用下，材料的應(yīng)力腐蝕敏感性大大增加。由于氫和拉應(yīng)力的相互作用最強(qiáng)，故在最大拉應(yīng)力處聚集的氫最多，這促進(jìn)應(yīng)力腐蝕裂紋尖端加速向前擴(kuò)展。氫致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是氫脆和應(yīng)力腐蝕協(xié)調(diào)作用的結(jié)果。
2、“滑移－溶解－斷裂”模型
?????在介質(zhì)氧化作用下，奧氏體不銹鋼壓力管道管壁覆蓋著一層耐腐蝕的鈍化膜，在拉應(yīng)力作用下，位錯(cuò)沿著滑移面運(yùn)動(dòng)至管壁表面，從而產(chǎn)生滑移臺(tái)階，導(dǎo)致鈍化膜局部斷裂而出現(xiàn)裸露金屬區(qū)域，這樣有膜與無(wú)膜的區(qū)域就形成了微電池腐蝕。由于輸送腐蝕介質(zhì)的作用，裸露金屬區(qū)域產(chǎn)生陽(yáng)極溶解。鈍化膜不僅給應(yīng)力腐蝕過(guò)程提供陰極，還使陽(yáng)極溶解集中在很小的裸露金屬縫隙區(qū)域。因此，鈍化膜破裂后，若裸露金屬區(qū)域一直處于活化狀態(tài)，則腐蝕必然會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，即裂紋尖端的出現(xiàn)，而拉應(yīng)力的作用則極大地加速了應(yīng)力集中區(qū)域的溶解，促進(jìn)應(yīng)力腐蝕區(qū)快速縱向延伸，而橫向（與拉應(yīng)力平行）區(qū)域腐蝕則很慢甚至發(fā)生再鈍化。隨著管壁截面積的減小，當(dāng)拉應(yīng)力大于管壁剩余截面的抗拉強(qiáng)度時(shí)便會(huì)發(fā)生斷裂。
????? “滑移－溶解－斷裂”模型分為鈍化膜的形成、在拉應(yīng)力作用下金屬產(chǎn)生滑移引起鈍化膜的斷裂、裸露金屬區(qū)域的陽(yáng)極溶解和開(kāi)裂失效4個(gè)過(guò)程。
? 奧氏體不銹鋼壓力管道應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂預(yù)防措施是：
???? 首先優(yōu)先考慮耐氯化物應(yīng)力腐蝕的材料，焊條應(yīng)遵循等強(qiáng)度或強(qiáng)度接近原則、同成分原則、抗裂原則。其次，采用合理的焊接順序和參數(shù)，焊接時(shí)采用小線流量的焊接參數(shù)，焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力。另外，在安裝過(guò)程中應(yīng)盡量避免產(chǎn)生應(yīng)力集中部位，設(shè)計(jì)壓力管道系統(tǒng)時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)輸送介質(zhì)滯留位置。此外，應(yīng)降低輸送介質(zhì)中腐蝕性離子（如Cl-）的含量、添加緩蝕劑等，以及采用外加電流陰極保護(hù)、犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)和排流保護(hù)等保護(hù)方法。作為值得信賴(lài)的合作伙伴和高品質(zhì)金屬合金的半成品供應(yīng)商，艾荔艾擁有完善的服務(wù)體系和專(zhuān)業(yè)的團(tuán)隊(duì)。在同客戶(hù)交易的過(guò)程中，我們力求根據(jù)不同的應(yīng)用需求將我們的產(chǎn)品做到精益求精。針對(duì)當(dāng)前和未來(lái)的市場(chǎng)需求，艾荔艾致力于為客戶(hù)提供最佳的金屬材料解決方案。
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