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304不銹鋼探針桿斷裂分析

     該304不銹鋼探針桿在輸油管道內服役1個月之后,在其與法蘭連接部位近焊縫區發生斷裂。探針桿直徑為016×3mm,輸油管道外徑為p406mm,流速約3m/s,服役溫度300℃。

2.分析方法簡述:

對斷口進行形貌觀察,經觀察分析發現,探針桿斷口形貌為典型的疲勞斷口形貌,且疲勞源位于管壁外側;端口處存在大量的解理刻面,且存在大量細小平行排列的疲勞條紋,斷裂方式屬于解理斷裂。對斷口附近的組織形貌進行分析,分析發現,母材和近焊縫區域的組織均為奧氏體+沿變形方向呈帶狀分布的6鐵素體+沿晶界分布的碳化物。由此可以得出,探針桿在焊接前并未進行有效的熱處理,高溫鐵素體和晶界碳化物的存在會降低其力學性能。


結果與討論:

探針桿斷裂位置位于焊縫根部,處于應力集中區,斷裂模式屬于大應力作用下的單源疲勞斷裂。焊接前原材料熱處理工藝存在缺陷,并未進行有效的熱處理,高溫S鐵素體和晶界碳化物的存在導致其力學性能大幅下降,抗疲勞能力減弱,大大降低了產品的服役壽命。


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