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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