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分析大口径螺旋钢管耐蚀性能受到损害的原因

浏览：发表时间：2020-06-09 15:56:36

对于大口径螺旋钢管及其焊缝金属，只有当奥氏体中含有较多的δ铁素体时（如多于40%），或者焊缝金属或热影响区中产生大口径螺旋钢管转变时，才会出现氢致裂纹的危险。这一结论也适于13%Cr-4%N钢，该钢在母材和焊缝中都会形成马氏体，故焊接这种钢时必须将氢的来源限制到最小，以减少发生氢致裂纹的危险。有学者给出了该钢种扩散氢含量允许的门槛值为3×6，并建议对熔化的钢液进行真空处理，以保证达到这一值。在铬·镍奥氏体焊缝金属中几乎没有发现扩散氢，即室温下几乎没有氢扩散出来。这是由于氢在奥氏体中扩散能力低，且溶解度高，氢能存在于面心立方晶格的间隙中。采用奥氏体填充材料来焊接奥氏体钢时，焊缝中极少发生氢致裂纹。如果有氢的危害也是以气孔而不是氢致裂纹的形式出现。表面气孔的形成常常伴随着焊道表面的凹凸不平，这种表面气孔的形成原因不是因为氢在金属中的溶解，而是因为焊条电弧焊或埋弧焊时气体在渣中的逸出受阻所致14不锈钢组织和铁素体量的测量根据不锈钢的化学成分，可以借助其组织图来近似判断钢的组织类别。正确了解组织图可预测发生在焊缝金属和热影响区的治金反应通常是把合金元素当量化，把奥氏体形成元素折合成镍的作用，用镍当量表示，把铁素体形成元素折合成铬的作用，用铬当量表示。以此来帮助人们判断给定化学成分不锈钢的组织。图112是FeCr二元合金状态图。图1-13是FeN二元合金状态图。

最早出现的是舍菲勒图（1947年），是利用奥氏体不锈钢焊条在不同种类的母材上熔敷一道线状焊缝，然后拍摄金相照片并对母材稀释过的焊缝金属进行化学分析，由此确定出舍菲勒图的边界线。因此，舍菲勒图是在试验基础上获得的，不代表平衡状态。舍菲勒图很实用，但在应用中必须考虑到有可能出现的误差。一般认为，当铁素体含量在15%之内时，铁素体含量的误差为±4%，即实际铁素体含量应为11%19%。当铁素体含量更大时，冷却速度对Y转变的影响会越来越大，造成的误差也会大得多舍菲勒图是一种很实用的工具，它可以粗略估计δ铁素体含量以及焊缝金属的组织，比如异种钢焊接时，可以粗略估计δ铁素体含量并预测焊缝金属的抗热裂性能。舍菲勒图并没有考虑氬含量较高的情况，该图只适用于N含量在0.05%~0,10%之间，C的***含量为0.03%，Si的***含量为0.3%的情况。

当M含量大2.5%时，前面所说的M对于镍当量的影响就不再适用了，Mn不再具有奥氏体化效应，而转变成铁素体化效应了除了利用舍菲勒图通过焊缝金属的化学成分来粗略估计δ铁素体含量外，还有很多直接测量的方法来测量奥氏体或奥氏体铁素体焊缝金属中的铁素体含量，如大口径螺旋钢管、显微金相测量法和X射线照相技术。但不同的测量方法之间都存在很大的偏差。最早，不锈钢焊缝金属中对铁素体的观察是通过金相学进行的。铁素体或者奥氏体通过刻蚀剂互不相容，从而把铁素体从奥氏体矩阵中区分出来。金相割线法是定量金相法之一，它是在放大倍数不小于500倍的情况下，用带有100个刻度（格）的测微目镜或有100个分度的目镜片上的分度直尺（线）切割到的相对量（占100个格中的多少格），所得数值即为该视场内铁素体的相对含量。然而，铁素体图形非常微小，形状也不规则，并且在矩阵中不均匀分布。计算方法不容易实现。此外，金相检验是破坏性试验，在试验过程中不利于保证质量。铁素体因为具有磁性，很容易从奥氏体中区分出来。奥氏体焊缝金属的磁性反应与铁素体含量成正比。因此，如果可以制造一个磁性标尺，那么，这种特性就可以用于确定铁素体的含量。

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