硫化氢环境下马氏体不锈钢的开裂原因分析

发布时间：2021-08-26 06:08

　　炼化离心压缩机在服役过程中马氏体不锈钢叶轮表面出现断裂失效现象。通过对叶轮失效件的断口宏观和微观形貌分析、硬度检测,并结合生产服役环境对叶轮裂纹的产生原因进行分析。结果表明:叶轮断口裂纹以沿晶腐蚀为萌生源,扩展后转变为穿晶腐蚀,呈现应力腐蚀特征。断口腐蚀产物分析表明,腐蚀产物中含有硫元素;结合叶轮的服役环境得出叶轮的断裂失效主要原因是硫化物应力腐蚀开裂。 

【文章来源】：材料保护. 2020,53(04)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

叶轮及其断裂形貌

观察叶轮3处断口，如图2。发现断口A较平整，裂纹起源于叶轮后盘内面靠近轴孔部，圆弧状裂纹源区较小;在裂纹扩展区，可见裂纹快速扩展的人字形条纹，人字形条纹的尖端分别指向裂纹源处。断口B断面整体较粗糙，该断口是切割叶轮时才完全断开的，断口B上有多个裂纹源，从叶轮前盘内侧向叶轮前盘外侧开裂扩展;瞬断区较大，有明显剪切唇存在;断口C在叶轮前盘与后盘连接的叶片上，也有多个裂纹源，从叶片的一侧向另一侧扩展，其断裂方向于断口B一致;最后瞬断区较小，也可见明显的45°剪切唇存在。1.2 材质成分分析

在叶轮上取样品，经检测叶轮碳含量分布不均匀，边缘部位碳含量偏高达0.21%，向内趋于正常值0.04%～0.07%，其他元素含量在FV520B钢正常范围，如图3。1.3 金相分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]湿H2S及Cl-环境下FV520B不锈钢的应力腐蚀行为研究[J]. 魏仁超,陈学东,范志超,聂德福,吴乔国,金有海.  流体机械. 2017(01)
[2]FV520B钢在H2S/CO2环境下的应力腐蚀[J]. 孙蛟,陈颂英,丁进,李剑峰.  东北大学学报(自然科学版). 2015(12)
[3]离心式压缩机干气密封技术探讨[J]. 杨烨,许克军,彭斌望,袁胜华,郑险峰,王恒卓,梁文君,刘彬.  石油和化工设备. 2014(06)
[4]沉淀硬化不锈钢FV520B母材及其焊接接头耐蚀性分析[J]. 张敏,张恩华,支金花,孟强,张海存.  焊接学报. 2012(10)
[5]硫化氢环境下两种不锈钢的应力腐蚀开裂行为[J]. 刘智勇,董超芳,李晓刚,王立贤,郅青,梁平.  北京科技大学学报. 2009(03)
[6]时效处理对FV520B马氏体时效钢的氢脆敏感性的影响[J]. 周倩青,雍兴平,翟玉春.  腐蚀科学与防护技术. 2008(06)
[7]沉淀硬化不锈钢FV520（B）的析出硬化及韧性[J]. 牛靖,董俊明,薛锦.  机械工程学报. 2007(12)
[8]离心压缩机应用磁力轴承和干气密封技术的发展[J]. 卢鹏飞.  石油化工设备技术. 1991(02)

硕士论文
[1]FV520B叶轮叶片在H2S/CO2环境中的应力腐蚀裂纹扩展研究[D]. 秦明.山东大学 2017



本文编号：3363700