管道管体常见的破坏形式

2022-08-17 09:00
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通常情况下,管道管体破坏的形式可分为:脆性破坏、韧性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏以及其他破坏形式等。

1、脆弱性破坏

脆性破坏是指管道在破坏时,管道并没有发生宏观上的变形,其过程往往是在一瞬间发生的,并以极快的速度沿着管道的轴向或径向扩展。管道在破坏时,其管壁应力也远远小于材料的强度极限,有时候还会低于屈服极限。又因为它发生在较低的应力状态下,因此脆性破坏也称为低应力破坏。

脆性破坏基本上是由于材料的严重缺陷和脆性造成的。前者主要是管道在安装时焊缝中遗留的缺陷以及在使用过程中产生的缺陷,而引起后者的主要原因是焊接和热处理工艺不当。除此之外,加载的速度、结构的应力集中、残余应力等方面都会对脆断破坏发生起到了加速作用。

在金属脆性断裂后,金属没有较明显的塑性变形,主要表现为宏观的脆性性态,主要原因是,金属材料的脆断通常情况下没有留下残余伸长。材料变脆锁形成的破坏断口,具有断口平齐,呈现金属光泽的结晶状态,断口与最大主应力垂直等几个宏观特点,这与韧性断裂的塑性变形大、纤维状斜向剪断有较为明显的区别。

2、韧性破坏

韧性破坏是指管道在压力的作用下,管壁在产生的应力达到材料的强度极限,因而发生断裂的一种破坏形式。

由于超压的作用影响,管道往往发生韧性破坏,但是其材料本身韧性通常情况下都是非常好的。金属在大量的塑性变形后很容易发生韧性破坏,之后,在应力方向上,塑性变形能留下较大的残余伸长,主要变现在周长伸长率可达10%-20%,如果这一金属材料制成管道后,则表现为直径增大(或局部鼓胀)和管壁减薄,所以韧性破坏的主要特征是金属材料有明显的形状改变。

3、腐蚀破坏

腐蚀破坏是指由于受到内部输送物料及外部环境介质的化学或电化学作用(也包括机械等因素的共同作用)而发生的破坏。

腐蚀破坏形态除了有全面腐蚀外,还包括应力腐蚀破裂、局部腐蚀、腐蚀疲劳及氢损伤。在这些腐蚀破坏形式中,应力腐蚀破裂危害最大,而且往往在没有先兆的情况下发生的,很容易造成预测不到额破坏。在管道遭受腐蚀的情况下,其壁厚逐渐减薄,最后导致管道破坏,影响生产的安全和经济。

4、疲劳破坏

疲劳破坏是指在长期交变载荷情况下的管道形成的一种破坏形式。

在对金属加交变载荷,尽管材料的应力锁产生的载荷并不是特别大,而且通常情况下逗比材料的屈服极限低。但如果金属在长期受到交变载荷下,也会有断裂情况发生。

疲劳破坏最容易发生在两处:一是管道应力集中部位,即结构的几何不连续出,二是存在裂纹类原始缺陷的焊缝部位。当这两种情况同时存在一处,就很容易产生疲劳破坏。

5、蠕变破坏

钢材的蠕变现象是指在温度较高的环境下,刚才即使受到的拉应力低于该温度下的屈服极限温度,但是只要温度达到一定程度,也会随时间的延长而发生缓慢持续的伸长,这就是钢材的蠕变破坏。

一般认为,当材料的使用温度低于它融化温度的25%-35%时,可以暂时不需要考虑其蠕变影响。但是当材料发生蠕变破坏时,材料就会明显的塑性变形,一般情况下,其变形量的大小取决于材料的塑性。蠕变破坏的宏观断口变现出粗糙的颗粒状、无金属光泽,同时在直径方向上,管道有明显的变形,并且在沿径向方向伴有许多的小蠕裂纹。

以上是常见的管道破坏形式,管道的破坏形式多种多样,会因为各种因素,所以定期做好管道检测是一件非常有必要的事情,海涵物联HHL-23S管道检测机器人,目前已服务全国多个城市,用于市政管道检测,新管验收,雨污水管道检测,排污溯源等。


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