Page 87 - 理化检验-物理分册2024年第十二期
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何泽宇，等：海上气田多相流量计球阀连接螺柱断裂原因
现场球阀连接螺柱的服役工况，其工作在海洋大气 [2] 闫志波，赵海涛，陈红卫．301不锈钢螺栓断裂原因分
环境下，空气中氯离子含量较高，螺柱表面腐蚀性介 析[J]．锻压技术，2020，45(10)：7-12．
质导致材料发生腐蚀，而氯离子能够破坏金属表面 [3] 马小明，侯伟峰．法兰连接螺栓断裂失效分析[J]．石
已形成的钝化膜和腐蚀产物膜，使材料连续发生腐 油化工设备技术，2007，28(5)：56-58．
蚀。在螺柱材料化学成分不达标的情况下，螺柱在 [4] 柴万里，贺庆强，王凤序，等．沿海大气环境304不锈
钢法兰连接双头螺柱腐蚀开裂失效分析[J]．金属热处
装配过程中要承受一定的预紧力，螺柱具备了发生
理，2019，44(11)：223-226．
应力腐蚀的条件 [9-10] 。螺柱材料为奥氏体不锈钢，其
[5] 谢鹏波．304不锈钢螺栓腐蚀断裂研究[J]．化工管理，
微观形貌显示在晶界处存在碳化物的析出，碳化物
2014(18)：117-118．
的存在降低了螺柱的力学性能和耐腐蚀性能。在海 [6] 姚添，马卫锋，王贻斌，等．304不锈钢法兰紧固双头
洋大气环境下，螺柱表面首先形成了应力腐蚀裂纹， 螺柱开裂原因分析[J]．石油管材与仪器，2023，9(3)：
并沿径向扩展至螺柱内部；该球阀螺栓在服役过程 71-75．
中，不定期的球阀开闭导致球阀内部介质流体的流速 [7] 邱萍，许守武，修林冉，等．304不锈钢螺栓在模拟水
变化，使球阀连接螺柱振动，振动会加速应力腐蚀裂 下环境中的腐蚀行为研究[J]．材料保护，2021，54(5)：
纹的扩展；同时，螺柱在所受的静态预紧力的作用下， 42-50．
裂纹不断扩展，材料不断发生腐蚀，直至螺柱整体发 [8] 史宝良，李岩，张腾飞，等．液氨储存罐304不锈钢法
生开裂 [11-12] 。从螺柱断口微观形貌来看，裂纹源处的 兰连接螺栓断裂失效分析[J]．理化检验(物理分册)，
龟裂形貌和泥纹状花样也是应力腐蚀的典型特征，进 2017，53(10)：740-745．
一步验证了螺柱断裂是由应力腐蚀导致的 [13-15] 。 [9] 张妍，葛士明，贾朋刚．三种马氏体不锈钢螺栓材料
在海水中的电偶腐蚀行为研究[J]．上海大中型电机，
3 结论及建议 2021(3)：16-19．
该球阀连接螺柱断裂性质为应力腐蚀开裂，在 [10] 董唯莉，付金鹏，张浩，等．不锈钢螺栓断裂原因分析[J]．
海洋大气环境及预紧力的作用下，螺柱径向萌生了 失效分析与预防，2014，9(1)：43-47．
[11] 张乃昕，盖红德，孙岭，等．大口径法兰开裂原因[J]．
一系列裂纹，螺柱受到外界腐蚀，介质流速发生变
理化检验(物理分册)，2023，59(8)：43-46．
化，在振动的影响下，裂纹沿径向长大并扩展，当裂
[12] 周宝瑜．00Cr17Ni14Mo2钢法兰裂纹的产生原因[J]．
纹尺寸达到一定程度时，螺柱整体断裂。
理化检验（物理分册），2022，58(11)：69-71．
建议加强螺柱入场检验，确保其材料性能满足
[13] 邹龙江，高路斯，侯晓多．M12奥氏体不锈钢螺栓断裂
技术要求；同时加强螺柱的防腐，或者选用更加耐应 失效分析[J]．金属热处理，2011，36(增刊1)：165-168．
力腐蚀材料的螺柱。 [14] 马红杰， 朱新远，薛红艳．316L不锈钢螺栓腐蚀断裂分
析及防护建议[J]．石油化工腐蚀与防护，2021，38(1)：
参考文献：
42-46．
[1] 汤东征，马晶晶，张勇，等．催化裂化装置滑阀螺栓断裂 [15] 夏彪，王磊，葛宇．奥氏体不锈钢法兰开裂原因分析[J]．
失效分析[J]．石油化工设备技术，2022，43(2)：52-54． 理化检验(物理分册)，2018，54(12)：905-908．
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