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GB／T 40339-2021 金属和合金的腐蚀 服役中检出的应力腐蚀裂纹的重要性评估导则.pdf

ICS77.060 CCS H 25

GB/T40339—2021/ISO21601:2013

金属和合金的腐蚀服役中检出的

（ISO21601:2013,IDT

DB4107／T 463-2020 再生水高效利用农田灌溉技术规范.pdfB/T40339—2021/IS021601:2013

范围 规范性引用文件 原理 裂纹性质和起源的表征 服役状况和系统历史的确定 5.1 应力 5.2 服役环境 材料特性 6.1 冷加工 6.2 焊接 6.3 老化 6.4 显微组织取向 Kiscc与裂纹扩展速率的预测 7.1K iscc 7.2 低于Kiscc值情况下裂纹扩展速率的预测， 7.3高于Kiscc情况下的裂纹扩展 7.4非扩展性裂纹 7.5 概率问题 结构完整性评估 改进服役条件以减缓裂纹扩展· 9.1 改变温度 9.2减小运行应力 9.3 改变环境/更严格的环境控制 参考文南

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金属和合金的腐蚀服役中检出的

本文件为设备服役中检出应力腐蚀裂纹且对结构完整性影响进行评估时，提供适当的步骤导则。 在认识到失效后果的情况下，宜使用恰当的基于风险管理的方法进行这种评估。本文件只是导则， 对具体应用不做详解

在设备定期检查计划期间检出裂纹时，大多数情况下将会在较短的时间内启动修复，移除该部件或 者去除受损部分并重新焊接。然而有时修复的机会受限，需要保持体系正常运行至下一次停机以减少 生产损失，在有些应用场合中，只要做好预测裂纹演变、确定检查间隔以及评估失效可能性的工作方案， 也可考虑允许裂纹存在。这种评估可与失效结果评估相结合，形成基于风险的检查方法。与裂纹短期 或长期共存要面临的挑战是确定裂纹何时开始，建立其与服役条件包括瞬态的关系（即评估裂纹是否会 持续扩展或仅仅是对服役条件特殊波动的一点响应），评价力学驱动力，表征裂纹起源和扩展所涉及的 材料状态，评估实验室数据库，并使用断裂力学或其他概念将其转换成可认知的服役运行条件。 当有爆炸性或灾难性失效的风险时，也可能需要进行破前漏（leakbeforebreak，LBB)评估。但是 在实践中，通常是出于运行可靠性的原因，对应力腐蚀进行检查和修复。 本文件的目的是为开发一种包含有裂纹扩展速率控制措施指南的损伤评估技术提供导则

4裂纹性质和起源的表征

首先是对裂纹进行一个完整的物理评估，确定其形状和尺寸，应当注意缺陷尺寸评估的不确定度， 因为这些数值要用于有限元/断裂力学分析。这宜包括对裂纹位置及其与局部应力集中、焊接点、缝隙 如紧固件和法兰盘部位)的相关性、以及裂纹路径细节的评估。如果显示出不止一条裂纹，宜注意裂纹 密度、裂纹之间的间隔和裂纹未来可能的连接。此外，宜对表面状态做均匀腐蚀或点蚀损伤方面的

服役状况和系统历史的确定

安注息， 会导致应力高于设计值。这使得截面发生 变化的地方的应力高于设计者预想值。 例如1975年Ferrybridge的低压涡轮轴发生失效的原因是机加 工不良而导致中心轴应力消除槽的半径小于设计值 如果加工标记未磨掉，会产生其他间题，造成局部应力升高和局部腐蚀位置增加

可采用多种方法原位表征服役中的残余应力，其中X射线衍射法（XRD）使用最普遍，然而其采样 的材料厚度小于10um，因此粗糙表面会造成误导性结果。对于一些相对好安装的组件也可使用原位 中子衍射法，但成本很高。可通过逐遂层钻孔法获得残余应力的深度变化数值，但它具有破坏性，尽管只 是局部也需要修复。可移动部件有更多的测评空间，XRD和电化学抛光也能进行残余应力的深度剖 析。对残余应力深度分布的非破坏性析需要将部件放到同步加速器辐射源所在的地方，这意味着只 限于可拆卸部件。在无法测量时，根据位置或许可认为母材或焊接金属的残余应力数值是在有效屈服 应力水平（考虑多轴应力状态）。然而该屈服应力需要根据材料的加工硬化程度和可能的局部变形程度 来仔细评估。对于关键应用，可能需要采用实物模型用X射线衍射法评估残余应力和冷加工。焊后热 处理会释放残余应力，但并不总是能完全或充分地释放。管道或容器的液压试验也能释放残余应力，且 与施加的压力成比例。由于应力腐蚀裂纹扩展速率在第二阶段与应力强度因子（K)无关，或受K值影 响很小（见第7章），所以在大于Kiscc（Kscc：I型裂纹的应力腐蚀破裂临界应力强度因子）的情况下分 所时，表征残余应力上可以有些自由度，但是要意识到在计算失稳断裂的临界裂纹尺寸时就会存在不确 定度

迪带迪过拥定取人主拉伸应力方可， 实上这种处理方式肯定过于简化，该领域仍需进一步研究。独立研究表明不宜忽视双轴或三轴应力 状态。

5.1.4瞬态（如热瞬变）

压差发电钢结构安装施工方案5.1.5腐蚀产物楔入

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由于普通结构用金属其氧化物的体积明显大于金属本身，所以不能忽略腐蚀产物在缝隙或正在扩 展裂纹中楔人可能引起的附加载荷。实际上，仅被认识到几种重要的情况通常出现在发生显著缝隙腐 蚀的地方。

查中的一个重要障碍是 观还

5.2.2偏离正常运行条件

冷凝器泄漏、离子交换失效、化学清洗的残留物、冷却水失效（导致温度升高）、氧气进人等的几率都 需要客观地评估JTG 5210-2018标准下载，在这方面工厂运行者存在的侥幸心理会严重阻碍寻求实际解决方案。宜仔细检查操 作记录来评价发生偏离的程度。 担心温度的瞬时升高或服役环境的变化，在于其可将系统状态移到能激活应力腐蚀破裂（SCC)的 区域，否则无需担心。因此，在评估裂纹的重要性时，宜检查相关材料在环境中的暴露史，并且评估有多 少数据可用于预测偏离之后恢复到正常温度或化学条件下裂纹扩展的可能性及扩展速率。通常这些数 据是有限的。

容液浓缩过程局部环境的发展（缝隙形成、隐

宜注意缝隙的存在，因为它会引起局部溶液化学变化并导致腐蚀。这些可能是裂纹的先兆，在评估 实验室数据或在模拟服役环境中进行测试时需要给予考虑。传热条件下由隐藏返出/发造成的浓缩 过程可能比离子迁移的情况严重。可通过运行温度及局部过热情况下的杂质溶解度来估计理论上的浓 度极限。溶质将浓缩直到沸点提高为止、在局部过热和系统压力下沸腾不再发生为止，或者若有预先干 须的话直到溶解度极限为止。在上述最后一种情况下，在蒸汽覆盖下，将形成一个薄的、非常浓缩的液 体层（从应力腐蚀的角度来看.这不一定能更好）