Page 72 - 理化检验-物理分册2025年第二期

戴 煦，等：海洋潜标释放器机械转环断裂原因

织为奥氏体。 A240M-24《用于压力容器和一般应用的铬和铬
1.5 化学成分分析 镍不锈钢板、板和带的标准规范》对 S32520 钢的
在3~6号试样上分别取样，按照SN/T 2718— 要求；4 号、5 号试样的化学成分符合标准 ASTM
2010 《不锈钢化学成分测定 电感耦合等离子体原 A240/A240M-24 对 316L 钢的要求；6 号试样的化
子发射光谱法》、GB/T 20123— 2006《钢 铁 总 学成分符合标准 ASTM A240/A240M-24 对 316
碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法 钢的要求。3 号试样吊环的材料为 S32520 钢，4 号
（常规方法）》和 GB/T 20124— 2006《钢 铁 氮 转环拉环和 5 号螺栓的材料为 316L 钢，6 号试样 U
含量的测定 惰性气体熔融热导法（常规方法）》， 型扣的材料为 316 钢。各部件的材料不同，C、Cr、
对试样进行化学成分分析，结果如表 3 所示。由 Ni 元素的含量存在差异，导致各部件的耐腐蚀性
表 3 可知：3 号试样的化学成分符合 ASTM A240/ 不同。
表3 3~6号试样的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Mo N
3号试样实测值 0.025 0.53 1.15 0.035 0.002 25.57 6.42 3.78 0.23
标准值（S32520钢） ≤0.030 ≤0.80 ≤1.50 ≤0.035 ≤0.020 24.0~26.0 5.5~8.0 3.0~4.0 0.20~0.35
4号试样实测值 0.016 0.34 0.97 0.034 0.002 16.26 10.01 2.03 0.03
5号试样实测值 0.025 0.31 0.90 0.035 0.027 16.11 10.01 2.02 0.06
标准值（316L钢） ≤0.030 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 16.0~18.0 10.0~14.0 2.00~3.00 ≤0.10
6号试样实测值 0.04 0.41 0.87 0.033 0.003 16.13 10.02 2.09 0.03
标准值（316钢） ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 16.0~18.0 10.0~14.0 2.00~3.00 ≤0.10

1.6 硬度测试 海洋环境中，不同材料表现出不同的耐腐蚀性能。硬
依据GB/T 4340.1—2009《金属材料 维氏硬度 度测试结果显示，螺栓在点腐蚀后维氏硬度降低了
试验 第1部分:试验方法 》，对1号试样点腐蚀前后 70 HV。316L不锈钢在海洋环境中主要发生点腐蚀，
进行硬度测试，结果如表4所示。由表4可知：1号试 导致螺栓和转环拉环的硬度降低，从而产生应力裂
样点腐蚀前后硬度差约为70 HV，硬度差异较大。 纹，裂纹不断扩展，最终导致转环拉环断裂 [1-2] 。
表4 1号试样点腐蚀前后硬度测试结果 HV 3 结论及建议
试样状态 实测值1 实测值2 实测值3
卸扣中的316L不锈钢螺栓在海洋环境中主要
点腐蚀前 258 261 256
发生点腐蚀，导致其硬度降低，产生了应力裂纹，裂
点腐蚀后 186 187 184 纹不断扩展，最终导致转环拉环发生断裂。

2 综合分析 建议对与潜标释放器相接触的零部件选用同一
材料，并优化加工工艺，减小部件间的缝隙；在部件
由上述理化检验结果可知：卸扣螺栓中间转环
表面增加防腐涂镀层，以避免发生点腐蚀；加强质量
连接处发生严重破坏，存在因腐蚀而产生的孔洞和塌
控制和维护程序，以提高潜标释放器的耐腐蚀性能
陷缺陷，螺栓表面存在含量较高的杂质元素，说明螺
和整体性能。
栓发生了点腐蚀。为了定量评估腐蚀的程度，依据
GB/T 17897—2016对试样进行点腐蚀测试，结果显 参考文献：
示螺栓和转环拉环的腐蚀速率较高，腐蚀程度较严
[1] 高大伟．某电厂中压调速汽门 2Cr12NiMo1W1V钢
重，这与断口观察到的腐蚀特征相吻合。断裂卸扣的
门杆断裂原因[J]．理化检验(物理分册)，2024，60(8)：
组织为正常奥氏体，排除了材料组织异常导致卸扣断
68-71．
裂的可能。螺栓和转环拉环的材料为316L不锈钢， [2] 孙绪鲁，罗先甫，王佳，等．高锰钢在模拟海洋环境
与连接的U型扣（316钢）和吊环（S32520钢）材料不 中的应力腐蚀行为[J]．理化检验(物理分册)，2024，
同，碳、铬、镍等元素的含量存在差异，导致在相同的 60(9)：5-10．

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