Page 42 - 理化检验-物理分册2021年第十一期
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张耀明, 等: 某高压井口装置平板阀开裂的原因


            层脆性开裂的原因之一。                                        为脆性开裂, 主要原因是: 敷焊层硬度高、 韧性差; 平
                 平板阀基体组织为马氏体, 晶界处有较多的碳                         板阀敷焊层与基体界面处存在气孔和分层, 服役过
            化物析出, 在敷焊过程中受热使强度下降, 这也是该                          程中, 阀门存在振动, 与阀座频繁撞击, 导致敷焊层
            阀板基体的抗拉强度、 屈服强度、 硬度均不满足标准                          结合面气孔部位产生裂纹, 然后裂纹扩展直至穿透
            要求的原因。                                             整个敷焊层而开裂。
                 综上所述, 推测该平板阀开裂的主要原因是: 平                       参考文献:
            板阀敷焊层与基体界面存在分层和气孔, 服役过程
            中, 阀门存在振动, 与阀座频繁撞击, 导致敷焊层与                          [ 1 ]  刘亮. 石油井口装置关键件的失效分析[ D ] . 重庆: 重
            基体界面的气孔处产生裂纹, 然后裂纹扩展直至穿                                 庆理工大学, 2016.
            透整个敷焊层。敷焊层硬度高、 韧性差也是开裂平                             [ 2 ]  姜小霞. 激光熔覆三偏心蝶阀阀板硬密封面关键技术
                                                                    研究[ D ] . 温州: 温州大学, 2018.
            板阀的主要原因。
                                                                [ 3 ]  朱润生. 自熔合金粉末的研究[ J ] . 粉末冶金工业,
            3 结论                                                    2000 , 10 ( 2 ): 7-14.
                                                                [ 4 ]  程江波, 梁秀兵, 陈永雄, 等. 再制造电弧喷涂成形层
                 平板阀基体的抗拉强度、 屈服强度、 硬度均不满
                                                                    的残余应力分析[ J ] . 焊接学报, 2008 , 29 ( 6 ): 17-20 ,
            足标准要求。平板阀敷焊层出现开裂, 其开裂机理
                                                                    114.
                                                                                                          
            ( 上接第22页)
            焊接, 在外力卸载后管体存在极大的张应力, 甚至超                          量不足均会导致管道在该区域产生应力集中, 使管

            过焊缝强度, 导致管道焊缝附近区域发生开裂。                             道在外力作用下发生开裂。
                 钢板预弯长度不够、 预弯弧度与管体不一致和                         参考文献:
            直缝焊之前管体缝隙宽度过大, 均会使预弯区域存

            在较大的应力集中, 使管体在外力作用下萌生裂纹,                            [ 1 ]  曾其良, 崔润炯. 各种输送管道用耐磨钢管[ J ] . 钢管,
            微裂纹的存在进一步促进氢的扩散渗透, 从而形成                                 1994 , 23 ( 6 ): 56-57.
            应力腐蚀开裂和氢致开裂。                                        [ 2 ]  宋凤明, 杜林秀. 浆体输送用磨蚀钢的研究进展[ J ] .
                BMS1400钢疏浚管表面划伤也是开裂的一个重                             钢铁研究学报, 2014 , 26 ( 2 ): 1-6.
            要诱因。通常, 表面微小的划伤容易在腐蚀环境中诱                            [ 3 ]  严峰. 挖泥船疏浚输泥管的材料选择[ J ] . 船海工程,
            发管 道 开 裂, 导 致 材 料 迅 速 失 效       [ 11 ] 。本 试 验 中         2014 , 43 ( 2 ): 91-93 , 96.
                                                                [ 4 ]  宋凤明, 杜林秀, 孙国胜, 等. 疏浚用耐磨蚀钢耐磨蚀
            BMS1400钢疏浚管表面的划痕深度超过0.3mm , 且

                                                                    性能的研究[ J ] . 腐蚀科学与防护技术, 2018 , 30 ( 1 ):
            划痕内部可见数量众多的微裂纹。在腐蚀环境中, 管
                                                                    74-78.
            道表面划伤区域容易形成局部应力集中, 诱发裂纹的                            [ 5 ]  庄东汉. 材料失效分析[ M ] . 上海: 华东理工大学出版
            形成, 促进氢的渗透扩散, 从而加速材料失效。
                                                                    社, 2009 : 297-310.
            3 结论                                                [ 6 ]  孙智. 失效分析[ M ] . 北京: 机械工业出版社, 2017.
                                                                [ 7 ]  黄亮, 刘智勇, 杜翠薇, 等.Q235B 钢含硫污水罐的腐
                 ( 1 ) BMS1400钢疏浚管的化学成分、 硬度和低                       蚀开裂失效分析[ J ] . 表面技术, 2015 , 44 ( 3 ): 52-56.


            温冲击韧性均满足技术要求, 裂纹区域未见夹渣或                             [ 8 ]  XUE H B , CHENG Y F.Characterization of

            夹杂物。                                                   inclusionsofX80p i p elinesteelanditscorrelation

                                                                    with h y dro g en-induced crackin g [ J ] .Corrosion
                 ( 2 )管道开裂属于外力导致的应力腐蚀开裂,
            开裂原因包括应力、 海水腐蚀和氢元素。管道浸泡                                 Science , 2011 , 53 ( 4 ): 1201-1208.
                                                                [ 9 ]  胡亮, 陈健, 汪兵, 等. 电化学充氢条件下夹杂物对管
            在海水中, 存在氢的渗透扩散, 管道表面划痕内部的
                                                                    线钢氢致开裂敏感性的影响 [ J ] . 机械工程 材 料,
            微裂纹进一步诱发氢致开裂, 导致管道在应力集中
                                                                    2015 , 39 ( 9 ): 25-31.
            位置处发生开裂。                                           [ 10 ]  杨旭军. 大型3辊卷板机的设计研发[ J ] . 上海电气技

                 ( 3 )管道开裂位置主要出现在钢板卷取前的预
                                                                    术, 2014 , 7 ( 1 ): 32-36.
            弯区域, 表明开裂与卷板工艺不规范有关。制管加                            [ 11 ]  赵焕卿. 抽油杆断裂失效分析[ J ] . 石油矿场机械,
            工过程中, 钢板预弯长度不足、 预弯弧度不当及过弯                               2007 , 36 ( 7 ): 60-61.
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