Failure Analysis Case for Corrosion
摘要
一款304L无缝钢管蒸发器在运行中发生泄露，本文通过外观观察、化学成分、金相分析以及SEM观察找出了引起泄漏的原因—应力腐蚀开裂。
关键词
应力腐蚀、单相奥氏体、脆性断裂
案例正文
1、案例背景
客户提供了一根发生泄露的304L无缝不锈钢管，不锈钢管为蒸发器冷凝管，蒸发器在运行450天发生泄露，检查发现无缝管表面存在一条较长的纵向裂纹。
2、分析方法简述
外观检查发现无缝管表面存在一条较长的纵向裂缝，且表面上同时存在少量的分叉的裂纹，且表面呈铁锈色。元素分析发现，样品中镍（Ni）以及铬（Cr）含量低于标准要求；金相观察发现样品截面呈现单相奥氏体组织，裂纹从晶粒中间穿过；SEM&EDS结果显示，断面外表面平整，呈现典型的脆性断裂特征。且在外表面上检出有一定量的腐蚀性元素氯（Cl）以及硫（S）。
表1 不锈钢管元素结果
3、结果与讨论
氯的原子半径小，极易吸附在金属表面并穿透金属氧化层进入金属内部，破坏金属的钝态使金属受到破坏产生腐蚀。不锈钢中铬（Cr）为主要的耐蚀性元素，其含量不够会降低不锈钢的耐蚀性。
应力腐蚀发生的两个特定条件：（1）腐蚀环境；（2）拉伸应力。
蒸发器在服役过程中，壳程存在一定的腐蚀性介质，即不锈钢管在腐蚀性环境中服役，管程内部存在一定的压力，管体承受一定的向外扩张的力，即拉应力。
在蒸发器服役过程中，管体表面发生应力腐蚀，随着时间的延长，最终发生开裂。
4、建议
从应力腐蚀发生的条件可知，为了避免腐蚀的发生，需要避免腐蚀环境或者减少拉伸应力。对壳程所走的冷却液进行腐蚀性离子控制，同时在产品设计时降低管程内部的压力。为了提高产品的耐久性，钢管本身需要较好的耐蚀性，即选用耐蚀性好的且满足标准要求的不锈钢管。
Failure Analysis Case for Corrosion
摘要
一款304L无缝钢管蒸发器在运行中发生泄露，本文通过外观观察、化学成分、金相分析以及SEM观察找出了引起泄漏的原因—应力腐蚀开裂。
关键词
应力腐蚀、单相奥氏体、脆性断裂
案例正文
1、案例背景
客户提供了一根发生泄露的304L无缝不锈钢管，不锈钢管为蒸发器冷凝管，蒸发器在运行450天发生泄露，检查发现无缝管表面存在一条较长的纵向裂纹。
2、分析方法简述
外观检查发现无缝管表面存在一条较长的纵向裂缝，且表面上同时存在少量的分叉的裂纹，且表面呈铁锈色。元素分析发现，样品中镍（Ni）以及铬（Cr）含量低于标准要求；金相观察发现样品截面呈现单相奥氏体组织，裂纹从晶粒中间穿过；SEM&EDS结果显示，断面外表面平整，呈现典型的脆性断裂特征。且在外表面上检出有一定量的腐蚀性元素氯（Cl）以及硫（S）。
表1 不锈钢管元素结果
3、结果与讨论
氯的原子半径小，极易吸附在金属表面并穿透金属氧化层进入金属内部，破坏金属的钝态使金属受到破坏产生腐蚀。不锈钢中铬（Cr）为主要的耐蚀性元素，其含量不够会降低不锈钢的耐蚀性。
应力腐蚀发生的两个特定条件：（1）腐蚀环境；（2）拉伸应力。
蒸发器在服役过程中，壳程存在一定的腐蚀性介质，即不锈钢管在腐蚀性环境中服役，管程内部存在一定的压力，管体承受一定的向外扩张的力，即拉应力。
在蒸发器服役过程中，管体表面发生应力腐蚀，随着时间的延长，最终发生开裂。
4、建议
从应力腐蚀发生的条件可知，为了避免腐蚀的发生，需要避免腐蚀环境或者减少拉伸应力。对壳程所走的冷却液进行腐蚀性离子控制，同时在产品设计时降低管程内部的压力。为了提高产品的耐久性，钢管本身需要较好的耐蚀性，即选用耐蚀性好的且满足标准要求的不锈钢管。