Page 66 - 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

1200 ℃ , 时间至少大于0.5h 。据此推测, 内表面有

高温质点的微裂纹可能是材料原来就有的。

图 11 氧化物质点处的能谱分析位置
表 3 氧化物质点处的能谱分析结果 %

质量分数
位置
O Na Si S Mn Fe
谱图 1 19.86 — 0.31 — — 79.84
谱图 2 6.95 0.46 2.06 — 3.14 87.39

谱图 3 1.36 — 0.77 0.36 0.79 96.71
图 12 服役管段内表面的 SEM 形貌
谱图 4 34.08 — — — — 65.92

服 役 管 段 内 表 面 的 SEM 形 貌 如 图 12 , 13 所
示, 可以看出, 在腐蚀坑的尾部已萌生出微小裂纹,
裂纹沿晶扩展。
对服役管段表面的腐蚀产物进行扫描电镜及能
谱分析, 结果如图 13 和表 4 所示, 可知由于内表面
脱碳严重, 其抗腐蚀能力大大降低, 金属发 生腐蚀
后, 与水中的氧、 钙、 钠、 镁元素等结合, 形成了腐蚀

产物。 图 13 腐蚀产物能谱分析位置
表 4 腐蚀产物的能谱分析结果 %
质量分数
项目
O Na Al Si P S Cl K Ca Fe Zn
谱图 1 25.29 0.70 — 13.02 1.04 10.59 12.64 6.36 18.10 12.27 0.00
谱图 2 4.50 0.45 0.31 0.99 — 2.86 43.12 45.65 — 2.11 —
谱图 3 8.73 8.77 — 0.81 — 2.92 71.46 2.65 2.43 2.23 —
谱图 4 3.11 0.51 — — — 0.31 48.33 47.74 — — —
谱图 5 10.62 20.56 — 1.97 0.39 7.41 43.83 2.14 7.80 5.27 —
谱图 6 7.31 1.86 — 0.90 0.55 6.35 38.34 35.66 4.42 4.63 —
极限, 使管壁不断变薄并开裂。
2 综合分析和结论
20G 无缝钢管内表面的脱碳比外表面严重, 这
该服役管段的化学成分分析结果符合要求, 其 主要与钢管的穿孔和连轧工艺有关。主要原因有:
基体组织正常, 表面硬度稍高, 但并不会影响管段的 穿孔速度不当造成内壁温度过高; 内壁除氧化剂的
使用。钢管开裂的主要原因为管段内表面存在严重 质量不佳; 终轧温度偏高, 内壁温度比外壁高。其服

脱碳, 导致其硬度、 强度、 耐腐蚀、 耐热能力 显著降 役温度为200~300℃ , 在正常使用过程中不会发生
低, 再加上管段内表面有高温氧化物质点, 使钢管在 脱碳。
一定水压环境的使用过程中, 受力超过其本身强度 ( 下转第 76 页)
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