Page 76 - 理化检验-物理分册2022年第十二期
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李锐峰, 等: 油气管道开裂原因


                                                表 4  开裂管道的化学成分分析结果                                         %
                                                              质量分数
                项目
                         C      Si     Mn      P      S      Cr     Mo     Ni     Cu      B      Al     N
               实测值      0.11   0.28   0.89   0.012  0.0016  0.050  0.0088  0.019  0.016  0.0004  0.025  0.0029




               标准值      ≤0.14  ≤0.50  ≤1.35  ≤0.020  ≤0.003  -      -      -      -       -      -      -
            1.5  拉伸试验                                             表 7  远离开裂处试样的非金属夹杂物、 晶粒度检测结果
                 从 远 离 开 裂 部 位 的 管 道 上 截 取 试 样,在                               非金属夹杂物
                                                               试样位置      A     B      C     D    组织 晶粒度 / 级
            UTM5305 型材料试验机上进行拉 伸试验, 结果如                                薄   厚  薄  厚  薄  厚   薄  厚

            表5 所示。试样的拉伸试验结果符合 GB / T9711 —                       管体    1.0 0 0.5 0  0  0 1.0 0 F+P     9.0
            2017 标准要求。
                      表 5  远离开裂处试样的拉伸试验结果
              项目   屈服强度 / MPa 抗拉强度 / MPa 屈强比 断后伸长率 / %
             实测值       389        448      0.87     30
             标准值     245~450    415~655   ≤0.93     ≥21

            1.6  维氏硬度测试
                 从远 离 开 裂 部 位 的 管 道 处 截 取 试 样, 使 用
                                                                        图 7  远离开裂处试样的显微组织形貌
            KB30BVZ-FA 型 维 氏 硬 度 计 测 试 管 道 的 维 氏 硬
                                                              1.8  断口分析
            度, 在试样 外 表 面、 中 间、 内 表 面 3 个 部 分 分 别 测
                                                                   管体开裂部位经超声波清洗后观察两侧断口,
            试 3 个点( 见图 6 ), 测试结果如表 6 所示。硬度测
                                                               其宏观形貌如图 8 所示。由图 8 可知, 原始断口处

            试结果表 明: 材 料 硬 度 符 合 GB / T9711 — 2017 标
                                                               厚度有明显减薄, 断面为红褐色, 表面覆盖了一层较
            准要求。
                                                               厚的腐蚀产物。对剪切唇一侧断口用乙醇清洗并观
                                                               察断面, 发现其为典型的 45° 剪切断口, 断口表面呈
                                                               纤维状; 断口内未发现特征花样及裂纹源区。







                         图 6  维氏硬度测试点分布示意
                           表 6  维氏硬度测试结果                HV
                                      测试点                                    图 8  断口两侧宏观形貌
                项目
                        1   2   3   4   5   6   7   8   9          清理 45° 断口表面腐蚀产物, 采用 VEGAⅡ 型
               实测值     148 149 141 146 148 152 149 150 158     扫描电镜( SEM ) 观察。断口近内、 外表面 SEM 形
               标准值                     ≤250                    貌如图 9 所示。高倍下观察断口形貌, 断口表面覆
                                                               盖腐蚀产物, 可见金属基体部位均呈韧窝形貌。微
            1.7  金相检验                                          观断口形貌存在大量韧窝, 表明该管段为典型的韧
                 从远 离 开 裂 部 位 的 管 道 上 截 取 试 样, 依 据             性断裂。结合宏观断口特征可知: 断口处管体有明

            ASTM E3-11 ( 2017 )《 金 相 试 样 制 备 标 准 指 南》,         显鼓包塑性变形; 由断口的宏观形貌及微观形貌特
            ASTM E45-18a 《 钢中夹杂物含量的测定———标准                     征可知, 该管段断裂模式为塑性断裂。


            检验法》, ASTM E112-13 《 平均晶粒度测定的标准                        从断口处截取试样( 见图 10 ), 依据 ASTM E3-



            试验方法》, 用光学显微镜观察试样, 结果如表 7 ( 表                     11 ( 2017 ) 进行金相检验, 结果表明试样断口处显微
            中 F 为铁素体, P 为珠光体) 及图 7 所示。                         组织沿周向拉伸变形, 组织均为 F+P ( 见图 11 )。
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