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                    压力管道损坏分类

    压力管道所处的环境都比较恶劣,高温高压、低温真空、地下承压泡水;压力管道运输的介质都比较特殊,油品、天然气、热水热气、冷却液、毒气、化工原料等;压力管道的材质、施工、安装都比较复杂。正是因为压力管道存在复杂的多样性,所以其破坏类型也表现为多样性,主要有韧性破坏、腐蚀破坏、脆性破坏、疲劳破坏、蠕变破坏、冲刷磨损减薄破坏。

    2.1 韧性破坏

    当压力管道长期处于超压运行状态,管道的直径会出现局部膨胀的情况,其周长的伸长率可达10%~20%,势必会造成管壁的减薄,这种变化称作塑性变形,在塑性变形达到一定程度的时候,突破管道材料的应力极限,管道在应力方向上就会出现断裂。

    2.2 腐蚀破坏

    腐蚀破坏是最常见的破坏类型,表现的形式也比较多,主要有全面腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、氢腐蚀和磨损腐蚀等。

    2.2.1 全面腐蚀,又称作均匀腐蚀,是最常见的腐蚀形式,在管道的内外都可能发生,在管道外壁,多因为保护层损坏遭受潮湿环境中的氧分子的锈蚀;在管

    道内壁,多因为输送介质与管道发生化学、物理反应。

    2.2.2 点腐蚀,多发生在焊缝热影响区,此处材质的分子结构因为在焊接时受到焊药、热处理效应的影响,对输送介质的抗腐蚀能力相对较弱。点蚀的表现特点是在管道内壁出现局部腐蚀点,然后在材质相近的地方逐渐扩大腐蚀范围,是最具破坏性和隐蔽性的腐蚀形式之一。

    2.2.3 缝隙腐蚀,在每节管道的连接处、法兰垫片处、焊接缺陷处,不可避免地会存在缝隙,当介质为电解质溶液,且存在酸碱性杂物的时候,在这些缝隙处,均会出现缝隙腐蚀。

    2.2.4 晶间腐蚀,该腐蚀发生在不锈钢管道焊缝处,壁厚减薄不明显,由于不锈钢特殊的金属光泽,该腐蚀具有较强的隐蔽性,只观察管壁很难被识破,只有采用力学性能测验和金相试验才能发现。

    2.2.5 应力腐蚀,多发于管内压力温度比较大,输送介质具有腐蚀性的管道中,例如蒸汽管线,含氯化物的奥氏体不锈钢管道。在应力与腐蚀性介质的共同作用之下,管道内壁会出现严重的点状或条状腐蚀形式,需要运用射线、超声波等检测手段才能确定。

    2.2.6 氢腐蚀,在高温高压作用之下,外界环境中的氢原子深入到管道钢材内部,使其机械性能变劣,导致钢材的强度与韧性出现明显下降的后果。当管道的材质为低合金钢和高强度不锈钢的时候,最容易发生氢腐蚀。这类腐蚀的主要检测手段为超声波检测,另外需要配合金相与含碳量分析。

    2.2.7 磨损腐蚀,其发生的原因有两种:

    一是气体、液体介质中的微小固体颗粒对管道内壁的摩擦;

    二是液、固体介质与管道内壁发生相对运动产生的摩擦。

    当摩擦作用破坏掉内壁保护膜之后,该腐蚀速度会加快。通过检测管壁厚度,即可知道磨损腐蚀的程度。

    2.3 脆性破坏

    脆性破坏的表现特点是断裂速度极快,往往发生在瞬间,几乎没有塑性变形过渡,管道直接碎裂成为碎片。这种情况多发于低温高压状态,虽然管道材质的应力依然很强,但是由于管道材质存在缺陷,焊接处热应力未消退,于是这些缺陷处的韧性降低,对压力的敏感度降低,很容易发生管道脆性破坏。

    2.4 疲劳破坏

    金属材料发生疲劳的原因是反复增加和降低载荷的结果。疲劳破坏的特点是在反复载荷以后没有明显的塑性变形,裂纹的发展较为缓慢。产生疲劳破坏的主要原因是:泵站、动力设备等机械安装不平衡,产生的过震效应通过管道得到放大;管道在内外坏境的影响下,热胀冷缩作用使其反复变形。

    2.5 蠕变破坏

    蠕变是一种缓慢变化的过程,随着使用时间的增加,管道在高温高压的作用之下,出现管壁变薄、管径增粗的变化,最后发生管壁破裂。蠕变破坏不易被发现,检测困难,待破坏发生之后,管道塑性变形明显,金相组织变化明显,所以蠕变破坏的危害性与破坏力都比较大。蠕变破坏的预防需要从管道的选材、加工、热处理、铺设安装等全方位加以控制。

    2.6 冲刷磨损减薄破坏

    冲刷磨损减薄破坏的特点是:材料的塑性变形较大,断面不整齐呈犬牙状,碎片少。及时更换管壁过薄的管道和防止长期超压输送是避免此类破坏事故的方法。

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