Page 64 - 理化检验-物理分册2022年第十二期

杨文静, 等: 20G 无缝钢管开裂原因

重, 外壁腐蚀稍轻( 见图 2 ); 3 号管段为未服役管段 试, 虽然测试尺寸略微偏小, 但根据经验, 硬度结果
( 见图 3 )。 在不作为关键性判据的情况下, 仍可作为参考。测
试结果如表 2 所示, 由表 2 可以看出, 钢管的布氏硬

度比 GB / T5310 — 2017 标准的要求高。
表 2 3 个管段的布氏硬度测试结果 HBW
编号 位置 1 位置 2 位置 3 均值 标准值
1 号 167 170 173 170
2 号 171 172 173 172 120~160
3 号 179 177 177 178

1.4 金相检验
图 2 2 号管段宏观形貌 对 1 号管段的开裂部位进行金相检验, 微观形
貌如图 4 , 5 所示。由图 4 , 5 可以看出: 1 号管段开
裂部位明显变薄, 最薄处只有0.15mm , 而管段原壁

厚为 5mm , 可见钢管在开裂之前已经在内部水的

压力下不断被拉伸并减薄, 且管段内侧较外侧腐蚀

更严重。内表面腐蚀区域覆盖着厚度约为0.15mm
的氧化铁皮和腐蚀产物。推测管断的开裂过程是内
表面最先开始受力, 然后逐渐被拉伸减薄。

图 3 3 号管段宏观形貌
1.2 化学成分分析

根据 GB / T4336 — 2016 《 碳素钢和中低合金钢 多

元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法( 常规法)》

对钢管进行化学成分分析, 在温度为 26 ℃ , 湿度为
35%的环境下检测。 3个管段的化学成分分析结果如
表1所示, 由表1可以看出, 送检钢管的化学成分符合

GB / T5310 — 2017 《 高压锅炉用无缝钢管》 的要求。
表 1 3 个管段的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S
1 号管段实测值 0.18 0.27 0.58 0.02 0.010
2 号管段实测值 0.20 0.21 0.51 0.02 0.005
3 号管段实测值 0.21 0.26 0.43 0.01 0.010
0.17~ 0.17~ 0.35~
标准值 ≤0.025 ≤0.035
0.23 0.37 0.63

根据 GB6920 — 1986 《 水质 PH 值的测定 玻璃 图 4 1 号管段开裂部位微观形貌( 腐蚀前)

电极法》 和 GB / T15453 — 2018 《 工业循环冷却水和

锅炉用水中氯离子的测定》 对内部介质水样的化学

成分进行分析, 在温度为 20 ℃ , 湿度为 30% 的环境
下进行检测。内部介质水样的 p H 为6.76 , Cl 的密
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度小于 3m g L , 结果均符合技术要求。
1.3 硬度测试

根据 GB / T231.1 — 2018 《 金属材料 布氏硬度

试验 第 1 部分: 试验方 法》 对 钢 管 进 行 硬 度 测 试。
受形状和尺寸的限制, 仅能从管体截面进行硬度测 图 5 1 号管段开裂部位微观形貌( 腐蚀后)
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