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预应力金属波纹管的应力腐蚀

时间:2018-02-23   来源:预应力金属波纹管   作者:预应力金属波纹管   点击:

  预应力金属波纹管多数是用奥氏体不锈钢制成的,奥氏体不锈钢最大的缺陷就是在Cl一等卤素离子氛围中发生应力腐蚀、点蚀及晶间腐蚀,大量的失效案例证明:应力腐蚀始终是第一位的。

  预应力金属波纹管的应力腐蚀

预应力金属波纹管的应力腐蚀

  应力腐蚀是金属波纹管在拉应力和特定环境共同作用下引起的破裂,英文缩写scc(‰ss co哟sion crack诹)。

  金属波纹管的应力腐蚀的发生必须具备三个条件,即力学、材料和环境条件,但是由于波纹管自身的成形和受载特点,促使它比一般结构件对应力腐蚀更敏感。

  波纹管是由极薄壁不锈钢板卷焊成筒体再冷挤压加工成形的,材料因此产生了很大的形变,在波壳上造成了很高的残余应力,在材料的金相特性上也有了很大的改变,形变马氏体大大增加。

  同时,波纹管工作时的高应力,使波峰和波谷部位均处在塑性范围。如上等等因素,造成了预应力金属波纹管应力腐蚀的诱因。

  

预应力金属波纹管应力腐蚀的原因

  通过对12只不同材料、不同加工工艺的奥氏体不锈钢波纹管的残余应力研究、金相组织分析和原型腐蚀试验,基本上掌握了造成预应力金属波纹管应力腐蚀的致因。

  即波纹管的冷挤压成形,导致了波壳上产生了较大的残余应力,它和过高的工作应力一起,造成了波纹管应力腐蚀的外因;而预应力金属波纹管成形过程中引发的材料金相组织的不利改变——材料硬化、位错和形变马氏体的产生等,则是造成不锈钢波纹管应力腐蚀的内因。

  外因通过内因起作用,从而导致预应力金属波纹管的应力腐蚀失效。

  

预应力金属波纹管应力腐蚀的预防方法

  要防止和减少预应力金属波纹管的应力腐蚀,首先要解决波纹管冷挤压工艺对材料显微组织带来的不利改变。研究发现,固溶处理对改善预应力金属波纹管成形后的组织和显微结构不失为一种有效的方法;

  其次,在制造工艺上,液压成形的波纹管残余应力较低,其抗应力腐蚀的能力相应优于其它工艺成形的波纹管;

  第三,在波纹管的设计上,应注意不要盲目追求大补偿量。因为过大的位移载荷将在波壳上产生过大的工作应力,从而形成预应力金属波纹管应力腐蚀的外部条件。

  第四,要在环境氛围上多做工作,尽量减少Cl一、H2和H2S,以及连多硫酸等对不锈钢波纹管的影响。

  最后,建议在必要时可采用一种高合金纯奥氐体不锈钢或高镍耐蚀合金,经加速应力腐蚀试验证明,新材料将大大提高预应力金属波纹管的抗腐蚀寿命。

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