江蘇青工不銹鋼有限公司2024-11-13

不銹鋼材料的堿致應(yīng)力腐蝕開裂,，簡稱“堿脆”或“堿裂”，許多文獻(xiàn)已對其展開了報道,，但多數(shù)研究集中在高溫條件下,，而中低溫條件下不銹鋼堿脆的相關(guān)研究較少。不銹鋼堿脆失效的案例也多發(fā)生在高溫環(huán)境中,，在中低溫時發(fā)生的失效案例較為少見,。國內(nèi)某核電站制氫機(jī)儲罐材料為316L奧氏體不銹鋼，罐內(nèi)介質(zhì)為KOH溶液,，工作壓力為700kPa~800kPa,。該儲罐在服役8a后，其下封頭發(fā)生開裂,。在原始冷加工殘余應(yīng)力,溫度為65~70℃,，及KOH堿液服役條件的長期作用下,，產(chǎn)生了垂直于焊縫的沿晶應(yīng)力腐蝕開裂。由于熱影響區(qū)焊接后奧氏體晶粒的回復(fù)及再結(jié)晶,，原始?xì)堄鄳?yīng)力基本消失,。由于奧氏體晶粒的冷卻收縮，熱影響區(qū)產(chǎn)生了焊接殘余拉應(yīng)力,，該殘余應(yīng)力以垂直于焊縫為主,，在溫度為65~70℃，KOH堿液服役條件的長期作用下產(chǎn)生了平行于焊縫的沿晶應(yīng)力腐蝕開裂,。該儲罐開裂機(jī)理可用堿致應(yīng)力腐蝕開裂的膜破裂理論進(jìn)行解釋,。在KOH堿液環(huán)境中,儲罐內(nèi)壁表面形成一層鈍化膜，該鈍化膜在較高殘余拉應(yīng)力的作用下發(fā)生破裂,。鈍化膜破裂后,，破裂區(qū)金屬表面未及時形成鈍化膜，裸露金屬與KOH堿液接觸,，OH-在表面破裂區(qū)域發(fā)生濃縮,，進(jìn)而與裸露金屬發(fā)生反應(yīng)，裸露金屬與濃縮堿液反應(yīng)生成金屬氧化膜,，此氧化膜在應(yīng)力作用下又發(fā)生破裂,，繼而再鈍化-破裂-鈍化-破裂循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，裂紋不斷擴(kuò)展延伸,，**終導(dǎo)致儲罐發(fā)生開裂并泄漏,。316L不銹鋼是奧氏體不銹鋼，因添有2-3%的鉬而具備了優(yōu)良的耐腐蝕性,，被應(yīng)用于海洋工業(yè),。然而在復(fù)雜多變的海水環(huán)境中采用316L不銹鋼制造的設(shè)備受到一定的腐蝕以及磨損。深冷處理作為不銹鋼熱處理技術(shù)的一種延伸,，通過將不銹鋼材料放置到遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常溫的溫度下,，改善了其鋼材的強(qiáng)度、韌性以及耐磨性,。深冷處理后316L不銹鋼組織結(jié)構(gòu)含有少量的馬氏體生成,，硬度上升了大約12%，抗拉強(qiáng)度上升6%,，屈服強(qiáng)度提升了10%,。深冷處理降低了316L不銹鋼的電化學(xué)腐蝕性能，無論是原材料還是焊接材料都一樣,。深冷處理后,，316L不銹鋼由于殘余奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，使得316L不銹鋼的摩擦系數(shù)下降為25%,，磨損性能得到提高,。

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