部件的使用壽命與工作環境(機械和化學的)、維修質量和設計有關。由于不銹鋼管構件工作環境復雜,產生缺陷的原因也不盡相同。當不銹鋼管部件使用一段時間之后,需要對其進行質量檢測與評價,以預測其使用壽命,之后根據不銹鋼管檢測質量可采取降級使用、維修或報廢處理等措施。
鐵磁性材料常(chang)見的在役過程中形成(cheng)的缺陷(xian)位置(zhi)及成(cheng)因見表1-4。

1. 疲勞(lao)裂(lie)紋
疲勞裂紋(wen)是(shi)由周期性(xing)加載應(ying)力形成的,這種應(ying)力值雖(sui)然低于(yu)材料的極限(xian)抗拉強(qiang)度,但還是(shi)足以產(chan)生(sheng)裂紋(wen)或使原(yuan)有的裂紋(wen)擴展。
疲勞裂(lie)紋可(ke)以從諸如機(ji)加工痕跡或刀痕處、材料(liao)表面或附近的(de)非金(jin)屬夾雜物(wu)、空隙、孔、槽等高(gao)應力區形成(cheng),甚(shen)至也會在光滑的(de)表面上產生。
隨著(zhu)承受的(de)應(ying)(ying)力強度(du)增(zeng)(zeng)加,疲勞裂(lie)紋(wen)首(shou)先在裂(lie)紋(wen)尖端開始擴(kuo)展,然后隨每個周期應(ying)(ying)力而逐漸增(zeng)(zeng)大(da),其(qi)增(zeng)(zeng)量(liang)正比(bi)于應(ying)(ying)力強度(du),這種過(guo)程一直持續到此應(ying)(ying)力強度(du)到達(da)臨界(jie)值(zhi)而發生斷(duan)(duan)裂(lie)為(wei)止。應(ying)(ying)力強度(du)臨界(jie)值(zhi)也稱斷(duan)(duan)裂(lie)韌(ren)度(du),每種材料的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)韌(ren)度(du)不相同。
2. 應力腐蝕裂紋
應力腐蝕裂(lie)紋(wen)是一種機械斷裂,是拉伸靜載荷與環境腐蝕共同影響的結果。這里所述的應力,既包括實際施加的,也包括殘余應力。之所以產生殘余應力,其中最普遍的一個原因就是焊縫金屬冷卻時收縮所致。
環境腐蝕對不同材料的作用有所不同,就某些普通材料而言,能被環境腐蝕的有:暴露在咸水中的鋁和奧氏體不銹鋼,暴露在氨中的銅及其合金,以及暴露在氫氧化鈉中的軟鋼。
應力腐(fu)蝕(shi)(shi)產生的(de)(de)脆性斷(duan)裂,可(ke)以是(shi)(shi)晶間(jian)的(de)(de),也可(ke)以是(shi)(shi)穿晶的(de)(de),這取決于合金的(de)(de)種類和腐(fu)蝕(shi)(shi)環(huan)境(jing)。在(zai)大多數情況下,微細的(de)(de)裂紋往往透入部件的(de)(de)橫截面,而(er)在(zai)表面上只是(shi)(shi)顯示一點(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)痕跡(ji)。
為了保持最小(xiao)的(de)應(ying)力強(qiang)度,必須注意防止應(ying)力集中,如刀痕(hen)、電弧坑(keng)和(he)接近表面的(de)大(da)型非(fei)金(jin)屬夾雜物(wu)。
3. 氫裂紋
氫(qing)(qing)(qing)裂(lie)紋或(huo)氫(qing)(qing)(qing)脆是一種機械斷裂(lie),是由于部(bu)件在氫(qing)(qing)(qing)介質(zhi)的(de)腐蝕環境中使用并同時加載(zai)應力(li)或(huo)殘余應力(li)而形成的(de)。氫(qing)(qing)(qing)介質(zhi)可通過(guo)(guo)諸如電鍍、酸洗、潮濕空(kong)氣中施焊或(huo)它自身溶(rong)解滲入材料等過(guo)(guo)程產生,也可能來自腐蝕,如硫化(hua)氫(qing)(qing)(qing)、氫(qing)(qing)(qing)氣、水、沼氣或(huo)氨等。
如果材料表面(mian)沒有裂紋或(huo)不存在高(gao)應力(li)處,則氫(qing)(qing)可以擴散進(jin)入(ru)金(jin)屬,導致金(jin)屬材料常(chang)在近表面(mian)處開裂,因為此處形成三維應力(li)的空間最大(da)。在低強度合金(jin)中(zhong),由此導致開裂的空間,稱為氫(qing)(qing)氣泡。
假(jia)如裂紋早已存在,則可以很容易地看到氫引起(qi)的裂紋有一個共同的特點,即在原裂紋尖端開裂擴展(zhan)。
在(zai)(zai)(zai)許多(duo)實例中(zhong),氫(qing)(qing)早在(zai)(zai)(zai)部件投(tou)入(ru)使(shi)用(yong)之(zhi)前就已存在(zai)(zai)(zai)于(yu)金(jin)屬內部,因為材料開始(shi)凝固和施焊期間,氫(qing)(qing)很容易被熔(rong)化金(jin)屬吸收滲(shen)入(ru);在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫和在(zai)(zai)(zai)某(mou)些情況下,氫(qing)(qing)的溶解度非常之(zhi)高(gao),以(yi)致冷卻時金(jin)屬具有的氫(qing)(qing)已呈(cheng)飽(bao)和狀(zhuang)態。
氫裂(lie)紋沿晶(jing)界分布(bu),很少呈分叉(cha)狀。當(dang)這種裂(lie)紋由于氣泡或靜態載荷形(xing)成時,它(ta)總(zong)是(shi)位(wei)于部(bu)件表面之下。氫裂(lie)紋還可(ke)以出現在部(bu)件皮下或應(ying)力高(gao)的部(bu)位(wei)。
4. 腐(fu)蝕坑
應用于(yu)石油(you)行業的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)構件(jian),如鉆(zhan)(zhan)桿、套管(guan)、輸油(you)管(guan)道等(deng),當輸送石油(you)、鉆(zhan)(zhan)井液等(deng)流動(dong)腐(fu)蝕(shi)介質時,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)會受(shou)到(dao)腐(fu)蝕(shi)和沖(chong)刷作用,并且部分構件(jian)所受(shou)應力復雜,容易產生腐(fu)蝕(shi)坑(keng),使不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)管(guan)壁減薄。在某些(xie)惡(e)劣(lie)的(de)工作環(huan)境下,腐(fu)蝕(shi)坑(keng)進一(yi)步擴展(zhan),可能產生刺穿,從而使構件(jian)失效(xiao)。

