不銹鋼波紋管開裂分析
不銹鋼波紋管作為一種柔性耐壓管件安裝于液體輸送系統中,用以補償管道或機器、設備連接端的相互位移,吸收振動能量,能夠起到減振、消音等作用,具有柔性好、質量輕、耐腐蝕、抗疲勞、耐高低溫等多項特點[1]。某小區部分家庭安裝于水源傳送系統中的奧氏體不銹鋼波紋管(見圖1a)在使用過程中陸續出現生銹和開裂漏水現象(見圖1b)。本文通過對此批不銹鋼波紋管http://www.uq02.com進行化學成分分析,宏觀、顯微組織和微觀斷口形貌觀察,分析了其失效原因。
波紋管的開裂是腐蝕失效。由于鋼管Cr 含量較低,因此很容易形成貧鉻區,使鈍化膜在這些地方較為脆弱,在鈍化膜受到破壞時,水介質中某些特殊離子,由于它的半徑小,在金屬表面的吸附能力強,它與金屬陽離子的結合鍵也較強,它們會在鈍化膜破壞的地方與不銹鋼的基體金屬接觸,發生電化學反應,使介質呈強酸性,導致基體金屬的溶解,形成點蝕源,導致開裂。另外,波紋管由于在成形過程中,產生了很大的塑性變形,形變后波紋管中的殘余應力很大;安裝過程中,為了便與接頭配合,工人師傅經常會折彎波紋管,使得局部區域的應力更大,在水介質中會導致應力腐蝕,使鋼管在使用一段時間后失效開裂。
目前,不銹鋼以其優良的抗腐蝕性能備受消費者青睞,但是有些商家卻以此為契機,以成本低廉的錳元素代替Cr 和Ni 的含量,把關鍵元素鉻、鎳含量降到必要條件以下,而鉻和鎳是保證不銹鋼抗腐蝕性能和其他綜合性能的最主要元素,這樣就使得不銹鋼的抗腐蝕性能大大降低;為了使其具有奧氏體鋼的無磁性能,在鋼中又超標準增加了會降低其耐腐蝕性能的錳元素。這實際上是一種典型的低鉻、低鎳的所謂的“200 系不銹鋼”,是“偽200 系不銹鋼”,它的耐蝕性能僅比碳鋼稍高一些。這種以次充好,牟其暴利的做法,侵害了消費者的利益。