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双相不锈钢管件裂纹形成的原因有哪些

来源:至德钢业 日期:2019-12-24 16:28:29 人气:81

 双相不锈钢管件具有奥氏体、铁素体不锈钢两体组织的特征,同时具备的耐腐蚀性、强度、焊接性等性能也是传统不锈钢所不能比拟的,适用于石油化工领域。但对热处理、成型等工艺操作要求较高,增加了管件制造与维护的难度,尤其是管件裂纹问题,除全面分析成因外,还需采取多项措施控制与预防,从而有效延长双相不锈钢管件的使用寿命。双相不锈钢管件的裂纹问题,与原材料质量、生产工艺等因素有关。作为工业管道安装工程中的关键基础,产品质量将直接影响管道结构安全性与生产成效;对此,在工程施工中,应加强对双相不锈钢关键的质量控制,并对存在问题的管件展开有效处理,确保管道安装工程顺利进行。


双相不锈钢管件的裂纹原因主要有以下几点:


1. σ相分布


  σ相属于有害相,会使材料脆化。管道在使用过程中,σ相的存在会成为钢管件裂纹的关键诱因。出现裂纹后,会逐渐扩展直至关键整体开裂。σ相主要分布在铁素体和奥氏体的相界上,会逐步向铁素体拓展,致使开裂三通的金相组织、冲击吸收功检测不达标。究其原因与制造成质量意识缺失,原材料存在问题有关,致使其存在有害相,不符合项目技术要求。


2. 热处理不到位


  在热处理中,双相不锈钢的敏感度,要明显高于奥氏体不锈钢,会进一步析出双相钢的有害相,致使不锈钢的韧性、耐蚀性逐渐削弱。究其原因与热处理的温度、保温时间不够有关,致使析出的有害相不能完全溶解。或是制造过程中,材料在析出有害相的温度下长时间暴露[1]。


3. 双相钢相平衡


   奥氏体和铁素体不锈钢两体组织的相平衡,即双相钢的显微组织,其性能也是产生裂纹的不可忽视诱因。化学成分、热循环史决定了双相钢的铁素体含量,而铁素体含量越高,越容易析出有害相,最终导致钢管件出现裂纹。热处理会降低铁素体含量,与此同时,抗SCC能力随之降低。当铁素体含量不足30%时,SCC风险较高;当其含量超过70%时,钢管件的抗点蚀性能随之削弱。对此,合理制定、掌控热处理与成形工作尤为关键。除此之外,在制造过程中,还应加强产品质量控制,确保其冲击值、金相组织、腐蚀率、硬度值达标,最重要的是铁素体含量合格。


4. 冷变形


  通常出现弯管上,强烈冷变形会致使高塑性的形变区残余拉应力升高,硬度随之升高。此时,高硬度区在含氯离子的高温换环境下,会出现应力腐蚀开裂情况。


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