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什么是壓力容器的應力腐蝕破裂?(一)
2016-3-24 閱讀次數:[415]
    壓力容器的腐蝕破裂是指容器殼體由于受到腐蝕介質的腐蝕而產生的一種破裂形式。壓力容器的腐蝕破裂從金屬的破壞現象進行劃分,有均勻腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕和疲勞腐蝕。應力腐蝕造成金屬的斷裂可以分為三個特征性的階段。孕育階段、腐蝕裂紋擴展階段和最終破壞階段。
    1、孕育階段
    這一階段由于腐蝕過程的集中和拉伸應力的集中的共同作用,金屬表面逐漸形成一些最初的腐蝕—機械性裂紋。金屬表面的應力集中可以由不均勻的內應力、金屬表面缺陷(擦傷、加工紋路、裂紋、夾層等)和存在結構形狀的不連續所引起。如果局部集中的應力在開始時還不足以形成裂紋,則這一階段就延長下去,直到金屬的個別部位受到局部腐蝕,形成薄弱區域,并在此區域內局部應力增長到能產生最初的腐蝕—機械裂紋為止。例如在腐蝕小孔上的局部應力可以隨著電化學過程的進一步發展,使圓形小孔蛻變為腐蝕裂紋。因為小孔中受應力最大的區域是腐蝕電池的陽極,所以首先遭到電化學破壞。
    2、腐蝕裂紋擴展階段
    這一階段是最初的腐蝕—機械性裂紋在腐蝕性介質的電化學作用和金屬內的主要拉伸應力的共同作用下,進一步擴展的過程。裂紋擴展的總的方向一般都是和主拉伸應力方向相垂直。由于裂紋尖端存在高度集中的局部應力,而且腐蝕電池又是大面積的陰極(裂紋的側表面)與小面積的陽極(裂紋尖端部分)的組合,因而裂紋擴展速率很高,它每小時的速率可以達到毫米數量級甚至厘米數量級。
    3、最終破壞階段
    隨著裂紋的進一步擴展,其中的一條裂紋會由于拉應力越來越大,而比其它的裂紋更快地成長,并且到最后會排斥別的裂紋的擴展而把主要拉伸應力都轉移到這首要的裂紋中來,結果導致構件的斷裂。在這一階段中,斷裂是在機械因素起主要作用的情況下進行的,而且越是后期,機械因素所起的作用也越大。
 
 
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