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(xing)材料常見(jian)的在役過程中形成(cheng)的缺陷(xian)位置及成(cheng)因見(jian)表1-4。

1. 疲勞裂(lie)紋
疲勞(lao)裂紋是(shi)由(you)周期性加載應力形(xing)成的,這種應力值雖然低于材料的極限(xian)抗拉強度,但還是(shi)足以產生裂紋或使(shi)原(yuan)有的裂紋擴展。
疲勞(lao)裂紋(wen)可以從諸如機加工痕跡或刀痕處、材料表面或附(fu)近(jin)的非金屬夾雜物、空隙、孔、槽等高應力(li)區(qu)形成,甚至也(ye)會(hui)在光滑的表面上產生。
隨著承受的應(ying)力(li)強度(du)增加,疲(pi)勞裂(lie)紋(wen)首(shou)先在裂(lie)紋(wen)尖(jian)端開(kai)始擴展,然后隨每(mei)個(ge)周期(qi)應(ying)力(li)而逐漸(jian)增大,其(qi)增量(liang)正比于(yu)應(ying)力(li)強度(du),這種過程一直持續到(dao)(dao)此應(ying)力(li)強度(du)到(dao)(dao)達臨界值(zhi)而發生斷裂(lie)為止。應(ying)力(li)強度(du)臨界值(zhi)也稱斷裂(lie)韌度(du),每(mei)種材料的斷裂(lie)韌度(du)不相同(tong)。
2. 應(ying)力腐蝕裂紋(wen)
應力(li)腐蝕(shi)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(shi)體不銹鋼(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。
應力腐蝕(shi)產(chan)生的(de)(de)脆性斷(duan)裂,可(ke)以(yi)是晶(jing)間的(de)(de),也可(ke)以(yi)是穿(chuan)晶(jing)的(de)(de),這取(qu)決于(yu)合(he)金的(de)(de)種類和腐蝕(shi)環境。在大多數情況下,微(wei)細的(de)(de)裂紋往往透入部件的(de)(de)橫截面,而在表面上只(zhi)是顯示一點(dian)腐蝕(shi)痕跡(ji)。
為了保持最(zui)小的應(ying)力強(qiang)度(du),必須注意防止應(ying)力集中(zhong),如刀痕、電弧坑和接近表面的大型(xing)非金屬(shu)夾雜物。
3. 氫裂(lie)紋
氫(qing)裂紋或(huo)(huo)氫(qing)脆(cui)是一種機械斷裂,是由于部件在氫(qing)介(jie)質的腐蝕環境中(zhong)使用并同時加(jia)載應(ying)(ying)力(li)或(huo)(huo)殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)而形(xing)成的。氫(qing)介(jie)質可(ke)通過諸如(ru)電鍍(du)、酸洗、潮(chao)濕空(kong)氣中(zhong)施焊或(huo)(huo)它自身溶解(jie)滲入(ru)材(cai)料(liao)等(deng)過程產生,也可(ke)能來自腐蝕,如(ru)硫化氫(qing)、氫(qing)氣、水、沼(zhao)氣或(huo)(huo)氨等(deng)。
如果材料表面沒(mei)有(you)裂紋或不存在高應力(li)(li)處,則氫(qing)可以擴散進入金(jin)屬(shu),導(dao)致(zhi)(zhi)金(jin)屬(shu)材料常在近表面處開裂,因為此處形成(cheng)三(san)維(wei)應力(li)(li)的空間最(zui)大。在低強度合金(jin)中,由此導(dao)致(zhi)(zhi)開裂的空間,稱(cheng)為氫(qing)氣泡。
假如(ru)裂(lie)(lie)紋(wen)早已存(cun)在,則可以很容易(yi)地看到(dao)氫引起(qi)的裂(lie)(lie)紋(wen)有一個共同的特點,即在原裂(lie)(lie)紋(wen)尖(jian)端開裂(lie)(lie)擴展。
在(zai)許(xu)多實例中,氫(qing)(qing)早在(zai)部件投入使(shi)用之前就已(yi)存在(zai)于(yu)金屬內部,因為材料(liao)開始(shi)凝(ning)固和施焊期間(jian),氫(qing)(qing)很容易被(bei)熔化(hua)金屬吸收滲入;在(zai)高(gao)溫(wen)和在(zai)某些情況下(xia),氫(qing)(qing)的溶解度非常之高(gao),以致冷卻時金屬具(ju)有的氫(qing)(qing)已(yi)呈飽和狀態(tai)。
氫裂紋沿晶界分(fen)布(bu),很少呈分(fen)叉狀。當這種裂紋由于氣泡或靜態載荷形(xing)成時,它總(zong)是位(wei)于部件表面之下。氫裂紋還(huan)可以出(chu)現(xian)在部件皮(pi)下或應(ying)力(li)高的部位(wei)。
4. 腐蝕坑
應用于石(shi)(shi)油行業的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)構(gou)(gou)件(jian),如鉆(zhan)(zhan)桿、套(tao)管(guan)(guan)、輸油管(guan)(guan)道(dao)等(deng),當輸送石(shi)(shi)油、鉆(zhan)(zhan)井液等(deng)流動腐(fu)(fu)蝕(shi)介質時,不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)會受到腐(fu)(fu)蝕(shi)和沖刷(shua)作用,并且部分構(gou)(gou)件(jian)所受應力復雜,容(rong)易產生腐(fu)(fu)蝕(shi)坑,使不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)壁減薄。在某些惡劣的工作環境下(xia),腐(fu)(fu)蝕(shi)坑進(jin)一(yi)步擴展,可能產生刺穿,從而(er)使構(gou)(gou)件(jian)失(shi)效。

