Page 72 - 理化检验-物理分册2024年第八期
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谌 磊，等：发电厂304不锈钢热电偶套管开裂原因
1.6 扫描电镜和能谱分析 [见图7b)]，微裂纹最终扩展形成粗大的裂缝[见图
对套管开裂部位取样，将试样置于扫描电子显 7c)，7d)]；在主裂纹附近存在一些次生裂纹，有些为
微镜下观察，结果如图7所示。由图7可知：管壁表 穿晶扩展裂纹，有些则为沿晶扩展内裂纹[见图7e)，
面存在大小不一的点蚀坑[见图7a)]，在残余拉应力 7f)]，裂纹呈树枝状分布。由裂纹的形貌特征可知，
‒
的作用下，点蚀坑底部的氧化膜破损，裸露的新基 该裂纹为不锈钢在Cl 、SO 4 等腐蚀性环境中产生的
2‒
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体继续腐蚀溶解，进而在腐蚀坑底部形成微裂纹 应力腐蚀裂纹 [5‒6] 。
图 7 套管开裂处裂纹微观形貌
对开裂套管裂纹断口进行SEM分析，结果如图 高，套管内绝缘层(主要为MgO纤维)中的Mg 2+ 沿
8所示。由图8可知：断口可见大量二次裂纹和腐蚀 裂纹从内表面扩散到外表面；其次，腐蚀产物中还存
坑[见图8a)]；内外表面具有龟裂状腐蚀产物，形成 在Cl、S元素，这表明腐蚀产物中有氯化物和硫化物；
泥状花样及河流花样[见图8b)、8c)]，泥状花样是奥 另外，Cr元素含量明显较低，这表明Cr元素与O元
－
氏体不锈钢在含有 Cl 介质中发生应力腐蚀后的断 素形成的致密保护膜破损，裸露出新鲜的基体，使得
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口形貌特征 。 腐蚀裂纹进一步扩展 。
[7]
套管表面腐蚀产物能谱分析结果如图 9所示。 1.7 浸水试验
由图9可知：氧元素含量在腐蚀产物中占比最大，说 套管开裂均出现鼓胀现象，这是由于套管出现
明氧化比较严重；同时还可看到Mg元素的含量较 裂纹后，水分通过裂纹进入热电偶绝缘层，绝缘层主
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