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低溫下使用 316L 不銹鋼可能導致哪些問題?

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江蘇青工不銹鋼有限公司2024-11-13

不銹鋼材料的堿致應力腐蝕開裂,簡稱“堿脆”或“堿裂”,許多文獻已對其展開了報道,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。國內某核電站制氫機儲罐材料為316L奧氏體不銹鋼,罐內介質為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力,溫度為65~70℃,及KOH堿液服役條件的長期作用下,產生了垂直于焊縫的沿晶應力腐蝕開裂。由于熱影響區(qū)焊接后奧氏體晶粒的回復及再結晶,原始殘余應力基本消失。由于奧氏體晶粒的冷卻收縮,熱影響區(qū)產生了焊接殘余拉應力,該殘余應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生了平行于焊縫的沿晶應力腐蝕開裂。該儲罐開裂機理可用堿致應力腐蝕開裂的膜破裂理論進行解釋。在KOH堿液環(huán)境中,儲罐內壁表面形成一層鈍化膜,該鈍化膜在較高殘余拉應力的作用下發(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,進而與裸露金屬發(fā)生反應,裸露金屬與濃縮堿液反應生成金屬氧化膜,此氧化膜在應力作用下又發(fā)生破裂,繼而再鈍化-破裂-鈍化-破裂循環(huán)反復進行,裂紋不斷擴展延伸,**終導致儲罐發(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,被應用于海洋工業(yè)。然而在復雜多變的海水環(huán)境中采用316L不銹鋼制造的設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的一種延伸,通過將不銹鋼材料放置到遠遠低于常溫的溫度下,改善了其鋼材的強度、韌性以及耐磨性。深冷處理后316L不銹鋼組織結構含有少量的馬氏體生成,硬度上升了大約12%,抗拉強度上升6%,屈服強度提升了10%。深冷處理降低了316L不銹鋼的電化學腐蝕性能,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。

江蘇青工不銹鋼有限公司
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簡介:江蘇青工集貿易、加工、倉儲、配送、售后為一體,主營不銹鋼冷軋、熱軋卷、板和焊管、無縫管等。
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