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管道的应力腐蚀断裂

  
评论: 更新日期:2015年03月12日


   Q——激活能;
   R——气体常数;
   T′——绝对温度。
 


图2—5—18温度对da/dt的影响(在Na2CO3及HaHCO3溶液中)

  激活能Q与环境有关,对于Ca2CO3及GaHCO3水溶液,Q=10000cal/克分子量,对于CaOH为Q=17000cal/克分子量等等。
  由上式也可看出,环境温度越高,则G越大。
  此外SCC只在较窄的电化学电位范围内产生,温度增加可使该电位的范围加宽,见图2—5—19。
  图2—5—19为管材在Na2CO3和NaHCO3水溶液中SCC的情况。由图看出,随着温度的增加,可引起SCC的电化学电位大大加宽。
  另外从事故的调查统计中也可以说明温度的影响,在由于SCC而引起的气管线的断裂事故中,有65%的事故在离出站端8公里范围内,有92%的事故在离出站端16公里范围内,这是因为出站端压力,温度均较高造成的。

  五、使用寿命的估计

  在估计寿命之前,首先要根据试验或其它可靠的资料求得KIscc和da/dt。da/dt系中第Ⅱ阶段的数值。
  (一)产生SCC可能生的判断
  当满足以下条件时,则可能产生应力腐蚀断裂
 


图2—5—19温度对引起SCC的电位的影响
KI>KIscc

式中:KI——在管线中,裂纹尖端的应力强度因子(kg/mm3/2);
   KIscc——应力腐蚀临界强度因子,kg/mm3/2
  当不能满足时,则不具备产生SCC的条件,因而不必考虑SCC问题,若满足式,则需考虑SCC问题,但如果在整个使用寿命范围内KI仍未能达到临界裂纹长度Kc时,管线将仍然是安全的。
  (二)使用寿命的估计
  由图2—5—18可看出,在第Ⅱ阶段da/dt为一常数,这样可按下式求出使用寿命t:
 


 

式中:t——使用寿命,a;
   ac——临界裂纹长度,mm;
   a0——原始裂纹长度,mm;
   da/dt——裂纹扩展速度,mm/a;
  求出的寿命f是比较保守的,因为计算时略去了第Ⅰ和第Ⅲ阶段。
 

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