氧气球罐顶部进气阀连接螺柱断裂原因分析

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1、氧气球罐顶部进气阀连接螺柱断裂原因分析陈勋。郑连学，周士猛。周丽琴。(1．武汉市锅炉压力容器检验研究所，湖北武汉430040；2．北京理工大学材料学院，北京100081；3．武汉锅炉集团阀门有限公司，湖北武汉430200)摘要：某工厂氧气球罐顶部进气阀连接用不锈钢螺柱在服役过程中发生断裂，采用断口分析、微区能谱分析、化学成分分析和金相检验等方法对螺柱断裂的原因进行了分析。结果表明：螺柱断裂是在工业大气腐蚀环境和外界拉应力共同作用下产生的沿晶型应。力腐蚀开裂，其根本原因是由于螺柱所用奥氏体不锈钢化学成分不当，C含量偏高，Cr含量

2、偏低，Mn含量明显偏高而Ni含量明显偏低，造成奥氏体不锈钢晶间贫铬，增加了晶间腐蚀敏感性。关键词：奥氏体不锈钢；螺柱；沿晶型应力腐蚀；工业大气环境中图分类号：TH49；TQ051．3；TG172．9文献标志码：B文章编号：1001—4837(2015)08—0056—07doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2015．08．010FailureAnalysisofAirIntakeValveStudsUsedforConnectioninTopofOxygenSphericalTankCHENXun，ZHE

3、NGLian—xue，ZHOUShi—meng，ZHOULi—qin(1．WuhanBoilerPressureVesselInspectionInstitute，Wuhan430040，China；2．SchoolofMaterialsSci—enceandEngineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China；3．WuhanBoilerGroupValveCo．，Ltd．，Wuhan430200，China)Abstract：Fmctureofairinta

4、kevalvestainlessstudsusedforconnectioninthetopofoxygensphericaltankoccurredduringserviceprocess，andmeanssuchasfractureanalysis，energyspectrumanalysis，chemiealcompositionanalysis，metallographicexaminationwereusedtoanalyzethereasonsofstuds．TheIsuhssh0wthatthefractureo

5、fstudswasintergranularstresscorrosioncrackingunderthecombinedactionofindustria1atmosphericc0rrosionenvironmentandtensilestress．Thechemicalcompositionsofthestudswereunqualified。thecontentofcarbonwashigher，thecontentofchromiumwaslower，whilethecontentofmanganesewassign

6、ificantlyhigherbutthecontentofnickelwassignificantlylowerthanthestandardva1ue．itresultedingrainboundarypoorchromium，whichincreasedthesensitivityofthestudstostresscorrosioncracking．Keywords：austeniticstainlesssteel；studs；intergranularstresscorrosion；industrialatmosph

7、ericenviron。ment·56·第32卷第8期压力容器总第273期断裂螺柱中Mn含量明显偏高而Ni含量则拉长来确保阀门法兰的密封闭合，因此沿轴向必明显偏低，这说明断裂螺柱所用奥氏体不锈钢是然承受拉应力的作用。螺柱断口位于螺柱中部光通过增加Mn元素的含量、减少贵金属元素Ni来杆部位，而不是常见的螺纹部位，这是由于螺纹采实现奥氏体化，Mn与Ni的作用相似，在钢中能起用滚压工艺制作，螺纹处的残余应力为压应力，降到稳定奥氏体的作用，还能起到固溶强化，提高奥低了螺纹处应力腐蚀开裂敏感性。氏体不锈钢的强度，这种合金化思路还能显著降

8、由前述分析可知，螺柱所用奥氏体不锈钢c低奥氏体不锈钢的成本(降低Ni的含量)。Cr—含量偏高，cr含量偏低，使得碳化物沿晶界析出，Mn—Ni系奥氏体不锈钢耐腐蚀性见图11【，其导致晶界贫cr，弱化奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能点蚀电位按合金元素含量cr+3．3Mo+30N—Mn力，