不銹鋼波紋管膨脹節(jié)失效分析及不銹鋼應力腐蝕研究.pdf

1、波紋管膨脹節(jié)作為現代熱動力管網位移補償的一種重要結構，其作用除了位移補償外，還具有減振降噪、密封等功能。近年來在石油、化工、冶金、電力、建筑、城市區(qū)域供熱等行業(yè)中得到了極其廣泛的應用。然而在實際應中，膨脹節(jié)使用環(huán)境復雜，頻繁發(fā)生膨脹節(jié)爆裂事故。針對這一情況，本文以戶縣熱電廠提供的失效不銹鋼波紋管膨脹節(jié)為研究對象，利用掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、金相分析等方法研究其失效原因，在此基礎上研究了不同焊接形式的奧氏體不銹鋼304、

2、316以及鐵素體不銹鋼404在中性腐蝕溶液中的應力腐蝕行為，通過宏觀腐蝕形貌觀察以及電化學檢測方法研究其腐蝕情況，并和自然狀態(tài)下（無焊縫無應力）Q235碳鋼腐蝕情況進行對比。為新型膨脹選材和設計提供依據。
　　本研究主要內容包括：⑴304不銹鋼無應力及無焊縫條件下，在腐蝕溶液中耐蝕性遠遠大于碳鋼，但波紋管膨脹節(jié)開裂屬于應力腐蝕斷裂。不銹鋼中的孿晶、殘余應力、介質中氯離子等侵蝕性離子的存在，以及這些因素耦合作用造成膨脹節(jié)應力腐蝕開裂

3、，其斷裂機理為滑移溶解機理。⑵應力存在時，在pH=6的中性腐蝕液中，304不銹鋼腐蝕速率大于316不銹鋼，404不銹鋼的腐蝕速率最小，自然狀態(tài)下Q235碳鋼的腐蝕速率遠遠大于這三種不銹鋼；應力及橫焊縫（焊縫方向與拉應力方向垂直）條件下，404鐵素體不銹鋼腐蝕速率為奧氏體不銹鋼304的50％，為316不銹鋼的64%，自然狀態(tài)下Q235碳鋼的腐蝕速率介于304和316不銹鋼應力橫焊縫之間；應力縱焊縫（焊縫方向與拉應力方向平行）條件下，三種不

4、銹鋼的腐蝕速率均小于應力橫焊縫試樣的腐蝕速率，大于應力無焊縫試樣的腐蝕速率，404不銹鋼耐蝕性相對最好，自然狀態(tài)下Q235碳鋼的腐蝕速率與304不銹鋼應力縱焊縫基本一致，而小于316不銹鋼。⑶應力腐蝕過程中，三種不銹鋼與碳鋼夾具接觸區(qū)域存在比較嚴重電偶腐蝕，304不銹鋼電偶腐蝕最為嚴重，404不銹鋼較輕。三種不銹鋼縱焊縫試樣與夾具接觸部分的點蝕坑均明顯多于橫焊縫試樣。⑷無應力狀態(tài)下，縱焊縫試樣的腐蝕速率與橫焊縫試樣的腐蝕趨勢一致。404