部件的使用壽命與工作環境(機械和化學的)、維修質量和設計有關。由于不銹鋼管構件工作環境復雜,產生缺陷的原因也不盡相同。當不(bu)銹鋼管部件使用一段時間之后,需要對其進行質量檢測與評價,以預測其使用壽命,之后根據不銹鋼管檢測質量可采取降級使用、維修或報廢處理等措施。
鐵磁(ci)性材料常見(jian)的(de)在役過(guo)程(cheng)中形(xing)成(cheng)的(de)缺陷(xian)位(wei)置及(ji)成(cheng)因(yin)見(jian)表1-4。

1. 疲勞裂紋
疲勞(lao)裂(lie)紋(wen)是(shi)由周(zhou)期性加載應(ying)力形成(cheng)的,這種應(ying)力值(zhi)雖(sui)然低于材(cai)料(liao)的極限抗拉強度(du),但還是(shi)足(zu)以產生裂(lie)紋(wen)或使原有的裂(lie)紋(wen)擴展。
疲勞裂紋可(ke)以從諸如機(ji)加(jia)工痕(hen)跡或刀痕(hen)處、材料表(biao)面或附近的(de)非金屬(shu)夾雜(za)物、空(kong)隙、孔、槽等高應力區形(xing)成,甚至也會在光滑的(de)表(biao)面上產生。
隨著承受的(de)(de)應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du)增(zeng)加,疲勞裂(lie)紋首先在(zai)裂(lie)紋尖(jian)端開始擴展,然后隨每個周期應(ying)力(li)而逐漸增(zeng)大,其增(zeng)量正比(bi)于(yu)應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du),這種過(guo)程一直持續到此(ci)應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du)到達臨界值而發(fa)生斷裂(lie)為(wei)止。應(ying)力(li)強(qiang)(qiang)度(du)臨界值也稱斷裂(lie)韌度(du),每種材(cai)料的(de)(de)斷裂(lie)韌度(du)不相(xiang)同。
2. 應(ying)力(li)腐蝕裂紋
應力腐(fu)蝕裂紋是一種機械斷裂,是拉伸靜載荷與環境腐蝕共同影響的結果。這里所述的應力,既包括實際施加的,也包括殘余應力。之所以產生殘余應力,其中最普遍的一個原因就是焊縫金屬冷卻時收縮所致。
環境腐蝕對不同材料的作用有所不同,就某些普通材料而言,能被環境腐蝕的有:暴露在咸水中的鋁和奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang),暴露在氨中的銅及其合金,以及暴露在氫氧化鈉中的軟鋼。
應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)產生的(de)脆性斷裂,可(ke)以(yi)是(shi)晶間的(de),也可(ke)以(yi)是(shi)穿(chuan)晶的(de),這取決于合金的(de)種(zhong)類和腐蝕(shi)(shi)環境。在大多數情況下,微細的(de)裂紋往(wang)往(wang)透(tou)入部件(jian)的(de)橫截面,而在表面上只是(shi)顯示(shi)一點腐蝕(shi)(shi)痕跡(ji)。
為了(le)保(bao)持最小(xiao)的應力(li)強度,必(bi)須注意防止應力(li)集中,如刀痕、電弧坑(keng)和接(jie)近(jin)表面的大型非金屬(shu)夾雜物。
3. 氫裂(lie)紋
氫(qing)(qing)裂紋或(huo)氫(qing)(qing)脆是(shi)(shi)一(yi)種機械斷(duan)裂,是(shi)(shi)由于(yu)部件在氫(qing)(qing)介(jie)質的腐蝕環境中使用并同時加(jia)載應力(li)或(huo)殘余(yu)應力(li)而形成的。氫(qing)(qing)介(jie)質可通過諸如電鍍、酸(suan)洗、潮濕空(kong)氣(qi)中施焊或(huo)它自身溶(rong)解(jie)滲入材料等(deng)過程產生,也(ye)可能來自腐蝕,如硫化氫(qing)(qing)、氫(qing)(qing)氣(qi)、水、沼(zhao)氣(qi)或(huo)氨等(deng)。
如果材(cai)料表面(mian)沒(mei)有(you)裂(lie)紋或不(bu)存在高應力處(chu),則氫可以擴散進入金(jin)屬(shu),導(dao)致(zhi)金(jin)屬(shu)材(cai)料常在近(jin)表面(mian)處(chu)開裂(lie),因為此處(chu)形(xing)成三維應力的(de)空間最大。在低強度合(he)金(jin)中,由此導(dao)致(zhi)開裂(lie)的(de)空間,稱為氫氣泡。
假如裂紋早已存(cun)在(zai),則可以很容易(yi)地看(kan)到氫引(yin)起的(de)裂紋有(you)一個共(gong)同的(de)特點,即在(zai)原裂紋尖端開裂擴(kuo)展。
在(zai)許多實(shi)例中,氫(qing)(qing)早(zao)在(zai)部(bu)件投入使用之(zhi)前(qian)就已存在(zai)于金屬(shu)內(nei)部(bu),因為材料開(kai)始凝固和施焊期(qi)間,氫(qing)(qing)很容易被熔化金屬(shu)吸收滲入;在(zai)高溫(wen)和在(zai)某些情(qing)況下,氫(qing)(qing)的溶解度(du)非常之(zhi)高,以(yi)致冷(leng)卻時金屬(shu)具有的氫(qing)(qing)已呈飽和狀態。
氫裂紋沿晶(jing)界(jie)分(fen)布,很少呈(cheng)分(fen)叉狀。當(dang)這種裂紋由于氣泡或(huo)靜態載荷形成時,它(ta)總是(shi)位于部(bu)件(jian)表(biao)面之(zhi)下。氫裂紋還可以出現在部(bu)件(jian)皮(pi)下或(huo)應力高的部(bu)位。
4. 腐蝕(shi)坑
應(ying)用(yong)于石油(you)(you)行業的(de)(de)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)構件,如鉆桿(gan)、套管(guan)(guan)、輸油(you)(you)管(guan)(guan)道等,當輸送石油(you)(you)、鉆井液等流動腐(fu)蝕介(jie)質時,不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)會受到腐(fu)蝕和沖(chong)刷作用(yong),并且(qie)部分構件所受應(ying)力(li)復雜(za),容易產生(sheng)腐(fu)蝕坑,使不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)壁減薄。在某些惡(e)劣的(de)(de)工(gong)作環境下,腐(fu)蝕坑進一步擴展,可(ke)能(neng)產生(sheng)刺(ci)穿,從而使構件失效。


 
		