Apakah mod kegagalan biasa paip keluli tahan karat martensit semasa digunakan

Tiub keluli tahan karat martensit dinilai untuk kekuatan yang tinggi dan rintangan kakisan yang sederhana menjadikannya penting dalam sektor kritikal seperti pemprosesan kimia minyak dan gas dan penjanaan kuasa namun di bawah keadaan tekanan tinggi dan media agresif tertentu MSS sangat terdedah kepada retak yang disebabkan oleh alam sekitar yang lazim dan teruk.

1. Retak tekanan sulfida (SSC)

SSC mewakili mekanisme kegagalan yang paling merosakkan untuk tiub MSS dalam keadaan "perkhidmatan masam" minyak dan gas di mana hidrogen sulfida HS hadir.

• Mekanisme: Hidrogen sulfida terurai pada permukaan logam yang menghasilkan hidrogen atom yang meresap ke dalam keluli Kekuatan tinggi dan kawasan kepekatan tekanan setempat keluli martensit

• Zon berisiko tinggi: Kawasan zon yang terkena haba (HAZ) Kawasan kepekatan dan tiub tekanan tinggi dengan tahap kekerasan yang tidak terkawal (kekerasan yang berlebihan).

• Trend Industri: Disebabkan peningkatan tekanan separa HS dalam persekitaran yang mendalam dan sangat dalam, industri ini beralih ke arah karbon ultra-rendah dan keluli martensit yang diubah suai nikel yang digabungkan dengan proses pemanasan suhu tinggi yang ketat untuk meminimumkan kerentanan SSC.

2. Keretakan Kakisan Tekanan Klorida (CISCC)

• Mekanisme: Ion klorida merosakkan filem pasif pada permukaan keluli tahan karat yang mewujudkan tapak untuk kepekatan tekanan di bawah keretakan tegangan tegangan yang berterusan memulakan dan menyebarkan sama ada secara transgranular atau intergranular akhirnya membawa kepada kegagalan melalui dinding.

• Aplikasi tipikal: Penjana stim di loji kuasa sistem rawatan air garam tinggi dan beberapa saluran kimia tekanan tinggi suhu tinggi.

Kategori Dua Pemuatan Mekanikal Dan Kerosakan Keletihan

Oleh kerana tiub MSS sering digunakan dalam komponen beban dan dinamik kegagalannya sering dikaitkan secara langsung kepada tekanan kitaran atau beban mekanikal yang melampau.

1. Kegagalan keletihan

Keletihan adalah mod kegagalan mekanikal yang paling biasa untuk bahan kekuatan tinggi di bawah beban kitaran seperti turun naik tekanan bendalir atau getaran mekanikal.

• Mekanisme: Retak biasanya memulakan pada kecacatan permukaan dinding dalaman menggaruk lubang kakisan atau kemasukan mikroskopik Tekanan berkala berbasikal menyebabkan kerosakan terkumpul di zon plastik di hujung retak yang menyebabkan penyebaran retak perlahan sehingga baki keratan rentas tidak lagi menanggung beban segera yang mengakibatkan fraktur rapuh secara tiba-tiba.

• Zon Risiko Tinggi: Pam batang bilah turbin di mana keluli martensit digunakan untuk bahagian akar dan bahagian getaran tinggi dalam saluran paip pengangkutan jarak jauh.

• Cabaran Teknikal: Kekuatan keletihan sangat sensitif terhadap integriti permukaan yang menggilap permukaan halus dan mengawal kedalaman lapisan kerja sejuk adalah penting untuk meningkatkan kehidupan keletihan MSS.

2. Hidrogen Embrittlement (dia)

Hubungan rapat dengan SSC, dia dapat diinduksi oleh proses pembuatan seperti elektroplating atau acar atau oleh perlindungan katodik yang tidak betul semasa perkhidmatan bebas dari kehadiran sulfida.

• Mekanisme: Keluli menyerap hidrogen atom yang membawa kepada penurunan ketara dalam kekuatan kemuluran dan kekuatan patah walaupun tanpa agen menghakis luaran jika tegangan tegangan hadir atom hidrogen akan menggalakkan nukleus dan pertumbuhan retak.

Kategori Tiga Kestabilan Thermal dan Degradasi Mikrostruktur

Prestasi keluli tahan karat martensit bergantung pada mikrostruktur yang stabil mikrostrukturnya yang tidak sesuai dengan pendedahan suhu boleh mengakibatkan kemerosotan mikrostruktur dan penurunan prestasi yang tajam.

1

Unsur -unsur aloi tertentu seperti timah fosforus dan antimoni dapat memisahkan di sepanjang sempadan bijian semasa penyejukan perlahan atau pendedahan yang berpanjangan dalam lingkungan 350 darjah C hingga 550 darjah C Ini membawa kepada kehilangan besar kesan keluli keluli yang mengakibatkan penindasan.

• Akibatnya: Walaupun kekerasan mungkin tidak berubah dengan ketara rintangan bahan terhadap tekanan impak dengan cepat merosot pada suhu rendah atau kadar ketegangan yang tinggi menjadikannya sangat mudah terdedah kepada patah rapuh.

• Langkah -langkah pencegahan: Menggunakan pelindapkejutan air atau penyejukan cepat melalui julat suhu pemeluk kritikal selepas pembajaan.

2. 475 darjah C Embrittlement dan pemendakan fasa sigma

Pendedahan jangka panjang keluli tahan karat martensit dalam lingkungan 400 darjah C hingga 500 darjah C boleh menyebabkan pemendakan fasa yang kaya dengan kromium terutamanya sekitar 475 darjah C menyebabkan fenomena yang dikenali sebagai 475 darjah C. fasa.

• Kesan: Kedua -dua fenomena secara signifikan mengurangkan keplastikan dan ketangguhan bahan sementara secara serentak mengurangkan rintangan kakisan.

• Wawasan Permohonan: Suhu operasi jangka panjang tiub MSS mestilah terhad dalam reka bentuk untuk mengelakkan julat suhu sensitif ini.