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管道的應(yīng)力腐蝕斷裂

  
評論: 更新日期:2015年03月12日


   Q——激活能;
   R——氣體常數(shù);
   T′——絕對溫度。
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圖2—5—18溫度對da/dt的影響(在Na2CO3及HaHCO3溶液中)

  激活能Q與環(huán)境有關(guān),對于Ca2CO3及GaHCO3水溶液,Q=10000cal/克分子量,對于CaOH為Q=17000cal/克分子量等等。
  由上式也可看出,環(huán)境溫度越高,則G越大。
  此外SCC只在較窄的電化學(xué)電位范圍內(nèi)產(chǎn)生,溫度增加可使該電位的范圍加寬,見圖2—5—19。
  圖2—5—19為管材在Na2CO3和NaHCO3水溶液中SCC的情況。由圖看出,隨著溫度的增加,可引起SCC的電化學(xué)電位大大加寬。
  另外從事故的調(diào)查統(tǒng)計中也可以說明溫度的影響,在由于SCC而引起的氣管線的斷裂事故中,有65%的事故在離出站端8公里范圍內(nèi),有92%的事故在離出站端16公里范圍內(nèi),這是因為出站端壓力,溫度均較高造成的。

  五、使用壽命的估計

  在估計壽命之前,首先要根據(jù)試驗或其它可靠的資料求得KIscc和da/dt。da/dt系中第Ⅱ階段的數(shù)值。
  (一)產(chǎn)生SCC可能生的判斷
  當(dāng)滿足以下條件時,則可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂
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圖2—5—19溫度對引起SCC的電位的影響
KI>KIscc

式中:KI——在管線中,裂紋尖端的應(yīng)力強度因子(kg/mm3/2);
   KIscc——應(yīng)力腐蝕臨界強度因子,kg/mm3/2。
  當(dāng)不能滿足時,則不具備產(chǎn)生SCC的條件,因而不必考慮SCC問題,若滿足式,則需考慮SCC問題,但如果在整個使用壽命范圍內(nèi)KI仍未能達到臨界裂紋長度Kc時,管線將仍然是安全的。
  (二)使用壽命的估計
  由圖2—5—18可看出,在第Ⅱ階段da/dt為一常數(shù),這樣可按下式求出使用壽命t:
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式中:t——使用壽命,a;
   ac——臨界裂紋長度,mm;
   a0——原始裂紋長度,mm;
   da/dt——裂紋擴展速度,mm/a;
  求出的壽命f是比較保守的,因為計算時略去了第Ⅰ和第Ⅲ階段。
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