核电厂海水泵用镀锌高强度螺栓的开裂原因

某核电厂海水泵用双头镀锌高强度螺栓发生开裂失效。通过材料性能(化学成分、显微组织和力学性能等)检测及断口和裂纹形貌观察,分析了螺栓的失效原因。结果表明:镀锌螺栓开裂的原因为氢致开裂。锌镀层破损的高强度螺栓与海水接触时,表面锌镀层和螺栓基体形成电偶对,基体作为阴极析出氢,部分原子氢扩散进入螺栓基体导致氢致损伤,螺栓在预紧力的持续作用下发生氢致开裂。

L245A级钢管在湿H_2S环境下的氢致开裂(HIC)与硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验研究

管线钢在湿H2S环境下运行必须考虑其抗氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)性能,因此,在确保L245A级钢管力学性能合格的前提下,根据NACETM0284—2003和NACETM0177—2005标准,按照L245A级钢管及焊缝所处的不同介质浓度和运行压力设计了8组试验。通过降低介质浓度和运行压力对L245A级钢管在湿硫化氢环境下的抗氢致开裂性能和硫化物应力腐蚀开裂性能(SSCC)进行了试验评定;通过4组试验得出:L245A级钢管在标准湿H2S环境下不会产生氢致开裂,发生硫化物应力腐蚀开裂,在设计条件和工作条件下不发生应力腐蚀开裂的结论。同时笔者对管道在湿H2S环境下的安全运行提出了建议。

抗HIC X65管线钢带的开发

采用低碳、低锰、低磷、超低硫及添加适量合金元素的成分设计,配合严格的钢水脱硫、脱磷等冶炼工艺以及合理的控轧控冷工艺,济钢开发了具有针状铁素体组织的抗HICX65管线钢带。由于成品钢带组织中铁素体晶粒细小均匀、横断面上无明显硬相条带组织以及M/A所占比例较小,而且弥散度高,开发出的X65钢带具有良好的力学性能、很好的抗动态撕裂性能、优异的抗HIC性能。

循环氢脱硫塔用Q345R(R-HIC)钢焊接工艺评定

通过对Q345R(R-HIC)钢的焊接性分析,进行焊条电弧焊和埋弧自动焊的工艺评定试验,经拉伸、冲击、弯曲、抗氢致裂纹(HIC)试验和抗硫化物应力腐蚀(SSCC)试验,结果表明Q345R(R-HIC)钢选用合适的焊接材料和焊接工艺参数,采用焊前预热、控制层间温度和焊后热处理等工艺措施,获得了满足脱硫反应器技术参数要求的优质焊接接头。

管线钢抗氢致开裂(HIC)性能试验方法的研究

根据国标GB/T 8650-2006《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》,对管线钢抗氢致开裂(H IC)性能试验方法进行了研究,试验中通过采用一系列措施,保证了试验人员安全的同时顺利完成试验,取得了满意效果。

国产SA516 Gr65(HIC)厚钢板的开发及应用

某炼油厂加氢装置中的冷高压分离器存在湿H_2S严重腐蚀,其壳体应选用ASME牌号SA516Gr65(HIC)材料。基于国内钢板生产的实际情况,新开发了厚度为165 mm的SA516 Gr65(HIC)厚钢板;经设备制造厂对该钢板性能复验、焊接工艺评定及设备制造,表明国产SA516 Gr65(HIC)钢板与国外生产的钢板质量基本相当,可以替代进口钢板作为同类设备的材料。

X60和X100钢显微组织与HIC性能的关系

采用NACE标准对X60和X100两种管线钢进行氢致开裂(HIC)试验,并通过金相显微镜和扫描电镜观察显微组织及夹杂物对两种管线钢氢致开裂性能的影响。结果表明,与X60钢相比,X100钢对HIC更为敏感,其裂纹数量远多于X60钢。X60钢在珠光体/铁素体界面上形成细裂纹,在铁的碳化物和Al-O-Ti夹杂物处形成粗裂纹。X100钢在贝氏体组织上形成细裂纹,在贝氏体组织和夹杂物的共同作用下形成粗裂纹。由于X100钢晶粒尺寸小,由夹杂物作为氢陷阱形成的粗裂纹宽度远小于X60钢中的。除了铁的碳化物和钙化的Al-O-Ti夹杂物,X100钢裂纹中出现更加复杂的Mn-Ca-Mg-Si-O-S多元素复合夹杂,钼元素的富集物对裂纹的扩展影响不显著。

抗HIC压力容器用Q345R(R-HIC)钢焊接接头组织与性能研究

研发了抗HIC(Hydrogen Induced Cracking,氢致开裂)压力容器用Q345R(R-HIC)钢,并研究其焊接接头区域的显微组织及性能。结果表明,焊缝区、熔合区和热影响区显微组织主要由铁素体、贝氏体和珠光体组成。各区域热力学过程不同,焊接后显微组织存在明显差异:焊缝区显微组织主要由先共析铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体组成;熔合区显微组织中贝氏体逐渐增多,铁素体逐渐减少;热影响区中的粗晶区显微组织几乎全部由贝氏体组成,细晶区和不完全重结晶区显微组织为等轴铁素体和珠光体组织。焊接接头具有良好的力学和抗氢致开裂性能。焊接接头微区硬度和冲击性能与显微组织关系密切:热影响区存在贝氏体组织导致其平均硬度最高、冲击功最低;针状铁素体具有良好的抗裂纹扩展能力,使得焊缝区具有良好的冲击韧性,冲击功最高。各区域差异的显微组织未对抗氢致开裂性能造成影响。

石化装置用16MnR(HIC)钢的焊接

评价了新型16MnR(HIC)钢的焊接性,从钢板的Pcm、Ceq以及焊接热影响区最高硬度值法等方面进行了分析;详细介绍了该钢在焊接过程中应注意的焊前准备、焊接规范等事项,同时研究了焊接线能量、退火温度、气割坡口和碳弧气刨以及焊缝返修对焊接接头的影响,并进行了16MnR(HIC)钢焊接接头的抗硫化物腐蚀开裂试验。

抗氢致开裂钢16MnR(R-HIC)在加氢装置中的应用

从氢致开裂(HIC)的腐蚀机理出发,结合洛阳分公司800kt／a柴油加氢精制装置中的循环氢压缩机入口分液罐的设计选材问题,阐述了抗氢致开裂钢16MnR(R-HIC)在加氢装置中的实际应用情况。对16MnR(R-HIC)、16MnR、20g在化学成分以及抵抗湿硫化氢腐蚀性能上进行了对比,并对应用抗氢致开裂钢的压力容器的制造检验要求提出较严格的要求。

L245钢抗SSC、HIC的性能试验

采用NACE TM0284-2003和NACE TM0117-2005实验方法对L245钢进行评定。结果表明:在湿H2S环境下,L245钢具有良好的抗氢致开裂(HIC)和硫化氢应力腐蚀(SSC)的能力。在试验结果基础上,对其腐蚀机理及影响因素进行了讨论。

纯净钢Q245R(HIC)压力容器焊接工艺

根据纯净钢Q245R(HIC)材料的化学成分、力学性能以及耐腐蚀性能特点,通过焊接性分析,特别是对氢致开裂产生机理的分析,拟定了焊接工艺规程,试件焊接接头的力学性能和抗氢致开裂性能能够满足要求,并成功运用到工程实际中。

管线钢抗氢致裂纹(HIC)性能影响因素浅析

通过工业生产中X60/X65管线钢的抗HIC性能试验,分析了非金属夹杂物、显微组织等对管线钢抗HIC性能的影响,并对出现裂纹的断面进行了扫描电镜分析,结果表明,MnS夹杂物和带状组织是影响抗HIC性能的主要因素。

X80管线钢抗HIC性能研究

通过金相分析、扫描电镜和硬度分析,研究了X80管线钢试样的抗HIC性能。结果表明:X80管线钢中裂纹不是由夹杂物引起的,而是由Mn、P偏析生成了对HIC特别敏感的硬显微带组织;HIC裂纹在准多边形铁素体形核,向外扩展,终止于板条状铁素体。准多边形铁素体的抗HIC性能劣于板条状铁素体,板条状铁素体对裂纹的扩展有明显的阻止作用。

L245NS抗硫弯管力学性能及HIC和SSC试验分析

对采用感应加热技术生产的L245NS级Φ406.4 mm×10.31 mm抗硫弯管进行了力学性能、氢致开裂（HIC）及硫化物应力腐蚀开裂（SSC）试验评价,并结合了弯管的微观组织特征分析。结果显示,经890~930℃感应淬火＋580~630℃回火空冷后,L245NS弯管强韧性能、HIC试验结果符合标准要求;其中,弯管内、外弧侧管体强度和冲击韧性相对母管均有不同程度的提高;HIC裂纹多形成在贝氏体组织及带状组织周围;在NACE TM 0177—2005试验环境下,L245NS弯管表现出良好的抗SSC性能。

SA516Gr70钢抗HIC性能的实验研究

本文对SA516Gr70钢抗氢致开裂性能进行了实验研究。通过分析SA516Gr70钢的显微组织,发现SA516Gr70钢拥有铁素体和珠光体组织,且组织中无铁素体和珠光体带状组织。材料的平均硬度测量值为16HRC,小于抗氢致开裂的标准硬度要求(22HRC),表明SA516Gr70钢具有良好的抗氢致开裂的能力。

开发的石油化工抗HIC容器用SA-516Gr65钢板的组织和性能

开发的SA-516Gr65钢板(12.70~28.58 mm)(/%:0.13C,0.26Si,0.89Mn,0.006P,0.0007S,0.33Ni,0.062Alt)经150 t BOF-LF-RH-CC-TMCP流程生产。结果表明,经880~910℃正火后钢板屈服强度344~417 MPa,抗拉强度485~500 MPa,-50℃冲击功167~292 J,满足标准要求。钢中非金属夹杂物主要为球状氧化物,大小在10μm内;氢致开裂敏感性试验后,未观察到裂纹,其裂纹长度百分比(CLR)、裂纹厚度百分比(CTR)、裂纹敏感百分比(CSR)平均值均为0,满足MESC SPE 74/125标准;钢板显微组织主要为珠光体+铁素体,晶粒均匀细小。

全自动浸入式超声探伤在HIC评价中的应用

传统的氢致开裂(HIC)试样评价方法参考标准NACE TM0284,将试样进行4等分,金相检查3个截面上的裂纹,计算出CLR、CTR、CSR等3个裂纹率。在HIC评价中引入了全自动浸入式超声探伤技术,对试样进行了全面的评价,对裂纹进行了定位分析。同时,分析了全自动超声探伤的优缺点,并讨论了与传统评价方法的区别。试验材料包含了管材和板材,对氢致开裂敏感与不敏感的材料,亦比对了部分材料在不同溶液中的氢致开裂敏感程度。

16MnR(HIC)钢在役设备焊缝缺陷修复过程研究

通过对16MnR(HIC)钢石化容器项目在役焊缝缺陷修复过程的研究,制定合理的修复方案及工艺流程,实现修复后焊缝的无损检测(100%MT、100%UT、100%TOFD)合格,满足设计及产品制造技术条件的相关要求。

电化学阴极充氢对AZ31镁合金力学性能的影响

AZ31镁合金的氢致开裂行为(HIC)会促使结构件突发性脆断,容易造成安全隐患。对AZ31镁合金进行电化学阴极充氢,采用慢应变速率试验(SSRT)、氢含量测量、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)观察等手段研究了其对AZ31镁合金的拉伸力学性能的影响。结果表明:合金试样的力学性能随充氢时间的延长而下降,并且充氢时间越长,氢含量越高。其次,随着充氢的进行,氢在镁合金基体的晶界上扩散,导致晶胞晶格常数增加,进而降低镁合金晶粒的平均结合能和原子间结合力,最终使得AZ31镁合金的氢脆敏感性(IHE)增大。