鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕裂紋的形成及預(yù)防
一、應(yīng)力腐蝕裂紋的原因
(1)活性通道晶間腐蝕
腐蝕電池是大負極和小陽極時,陽極的溶解反映在集中腐蝕損傷上。只要在腐蝕過程中,陽極始終保持在裂紋的前沿,裂紋處于活性狀態(tài),不鈍化,其他部分(裂紋端口兩側(cè))鈍化,使裂紋向前發(fā)展至斷裂。
(2)應(yīng)變產(chǎn)生活性通道晶間腐蝕
鈍化膜在應(yīng)力作用下破裂,裂縫處暴露的金屬成為活性陽極并溶解。在腐蝕過程中,鈍化膜破裂,鈍化膜修復(fù),鈍化膜破壞,繼續(xù)腐蝕。
(3)氫脆型晶間腐蝕
腐蝕電池由小負極和大陽極組成,溶解為均勻腐蝕。如果小負極區(qū)域出現(xiàn)氫沉淀,負極區(qū)域的金屬會集中滲氫,在持續(xù)負荷的影響下會導(dǎo)致脆性斷裂,晶間腐蝕會順利發(fā)展。隨著裂紋的出現(xiàn),裂紋的尖端應(yīng)力和應(yīng)變集中促進了金屬中氫向裂紋尖端的聚集,導(dǎo)致晶間腐蝕斷裂。
二、應(yīng)力腐蝕裂紋防范措施
晶間腐蝕的形成需要同時具有三個因素的綜合作用,即材料、介質(zhì)和拉應(yīng)力。因此,應(yīng)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝施工、生產(chǎn)管理三個方面采取有效措施。
(1)材料:選用雙相不銹鋼材料;選用與母材化學(xué)成分和組織基本一致的焊接材料(等成分原理);
?。?)介質(zhì):需要具體考慮介質(zhì)腐蝕母材的概率。為了緩解或消除特定環(huán)境下的晶間腐蝕,可以在介質(zhì)中加入緩蝕劑。表面處理技術(shù)也可用于制備犧牲陽極涂層或構(gòu)件表面的物理隔離涂層。
(3)應(yīng)力包括:
?、僭诤附舆^程中選擇合理的接頭形式,減少殘余應(yīng)力;②焊接順序正確;③適當(dāng)?shù)臒彷斎?;④焊后可進行消除應(yīng)力處理
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