304不锈钢薄壁焊管的应力腐蚀研究

论文摘要

304不锈钢是18-8系列不锈钢的基本钢种,具有韧性大、容易加工、焊接性好、抗腐蚀性强等特点。304不锈钢薄壁管被广泛的应用在热交换器、冷凝器、加热器、楼房供水管及核电站管。然而在实际应用过程中,304不锈钢薄壁管因腐蚀失效破裂而造成大量的经济损失和人员伤亡,其中应力腐蚀破坏居多。根据不锈钢薄壁管在使用中的这一特点,本论文从钢管表面残余应力测定、消除残余应力热处理、应力腐蚀试验、金相分析和力学性能测试几方面着手,确定了消除钢管表面残余拉应力的热处理工艺,从而提高不锈钢薄壁管抗应力腐蚀能力。本课题主要的研究工作和结果如下：1.304不锈钢薄壁管残余应力的研究。采用X射线衍射法测定钢管表面的残余应力。确定了针对某厂生产规格为Φ25×0.5mm的304不锈钢薄壁焊管的X射线应力测定方法。不锈钢薄壁管在冷加工成型过程中表面产生较大的残余拉应力,这是导致钢管在实际应用中产生应力腐蚀破裂的主要原因。2.去应力热处理的研究。通过不同温度去应力热处理前后钢管表面残余应力比较,说明了热处理之后,不锈钢管表面残余拉应力转变成压应力,且应力的数值有所降低。这对改善不锈钢管的抗应力腐蚀性能是极其有效的。3.应力腐蚀研究。参照国家相关标准GB4334-84“不锈钢42%MgCl2应力腐蚀试验方法”,确定了304不锈钢薄壁焊管的应力腐蚀试验方法并设计了应力腐蚀试验的装置。将热处理前后的不锈钢薄壁管放在沸腾的42％MgCl2溶液中进行应力腐蚀试验。通过试验验证了,某厂生产不锈钢薄壁管的抗应力腐蚀能力差,去应力热处理后改善了不锈钢管抗应力腐蚀的性能。4.金相分析及力学性能测试。通过对比不同的浸蚀剂,确定了奥氏体不锈钢金相的制作方法。比较了热处理前后试样的金相组织,该厂生产的不锈钢管其碳化物没有充分固溶到奥氏体中,经热处理不能完全固溶碳化物。测试了采用热处理工艺后304不锈钢薄壁焊管的力学性能,其力学性能符合国家标准。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 304不锈钢薄壁焊管的应用
• 1.3 304不锈钢薄壁焊管的腐蚀失效形式
• 1.4 引起304不锈钢薄壁焊管应力腐蚀的因素
• 1.5 304不锈钢薄壁焊管产生残余应力的主要来源
• 1.6 目前国内外降低钢管残余应力的措施
• 1.7 课题意义和研究内容
• 参考文献
• 第二章 304不锈钢薄壁焊管表面残余应力的测定
• 2.1 引言
• 2.2 各种残余应力测定方法的比较
• 2.3 X射线衍射法测定残余应力的原理
• 2.4 测定设备的介绍
• 2.5 304不锈钢薄壁焊管表面残余应力测定条件的选择
• 2.6 试样制备与试验方法
• 2.7 试验结果与分析
• 2.8 本章小结
• 参考文献
• 第三章 热处理工艺对钢管表面残余应力的影响
• 3.1 引言
• 3.2 304不锈钢的热处理类型
• 3.3 试样制备与试验方法
• 3.4 试验结果与分析
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第四章 304不锈钢薄壁焊管的应力腐蚀试验
• 4.1 引言
• 4.2 304不锈钢薄壁焊管的应力腐蚀试验
• 4.3 试验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 金相组织观察及力学性能测试
• 5.1 引言
• 5.2 金相试样的制备
• 5.3 金相组织观察及分析
• 5.4 试样的力学性能测试
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 附录:论文中符号说明
• 攻读硕士期间发表论文情况
• 致谢