Page 86 - 理化检验-物理分册2024年第十二期

何泽宇，等：海上气田多相流量计球阀连接螺柱断裂原因

图 5 2 号螺柱断口典型 SEM 形貌
表2 断裂螺柱硬度测试结果 HV
项目 位置1硬度 位置2硬度 位置3硬度 位置4硬度 位置5硬度
1号螺柱实测值 293 290 280 274 260
2号螺柱实测值 300 285 279 261 250

硬度普遍高于心部硬度，硬度高导致其韧性差，螺柱 2 综合分析
表面容易产生裂纹。 两个断裂螺柱断口处存在腐蚀现象，且未发现
1.5 金相检验 明显的塑性变形，表明上述两个螺柱的断裂性质为
将1，2号螺柱横截面试样置于光学显微镜下观 脆性断裂。螺柱外表面存在较长的裂纹，且已扩展
察，结果如图6所示。由图6可知：1号和2号螺柱横 至螺柱内部，1号和2号螺柱表面裂纹的裂纹源均从
截面的显微组织均为奥氏体，部分呈孪晶特征，晶界 螺柱表面产生，并向螺柱内部扩展，同时螺柱的微观
附近有颗粒状碳化物析出；晶界析出的碳化物一方面 断口呈冰糖颗粒状，断口具有典型的沿晶脆性断裂
会降低晶界结合力，增大材料的脆性，从而降低材料 形貌特征 。
[8]
的力学性能，另一方面，晶界析出的碳化物会使晶界 化学成分分析结果显示上述螺柱的Mn元素含

附近优先发生腐蚀，进一步降低不锈钢的耐腐蚀性 量较高，而Cr元素含量较低，不满足相关标准中关
能 。另外，还有两个螺柱的横截面均存在树枝状 于304不锈钢成分的规定。螺纹表面存在疏松状缺
[5]
裂纹，裂纹从外表面向内表面扩展，呈典型的应力腐 陷，同时存在树枝状裂纹，裂纹向内部扩展，并且裂
蚀特征，这也说明完好螺柱内部已经出现了应力腐 纹呈典型的沿晶开裂特征。裂纹内腐蚀产物的能谱
蚀裂纹 [6-7] 。 分析结果表明，腐蚀产物中Cl元素含量较高。结合

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图 6 1， 号螺柱横截面试样抛光态微观形貌
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