管道器材常见失效形式之高温破坏

  高温破坏，即金属材料在高温下组织和性能恶化。常见的如蠕变、珠光体球化、石墨化、回火脆化等导致金属材料弱化和脆化。

1. 蠕变失效

  金属材料在（0.3～0.5）Tm（熔点）温度时，在恒应力作用下发生应变，随着时间的推移，应变增加，继而出现塑性变形，以稳定蠕变发展到快速蠕变以至断裂。蠕变失效形式有：过量变形，如炉管“鼓肚”；弹性应用松弛，如螺栓紧固力降低、断裂。

2. 碳钢、珠光体耐热钢的珠光体球化

  钢的珠光体中片状碳化物球化的速度和程度主要决定于温度和时间，碳钢在温度为400℃时完全球化约需2×10⁶h，510℃时则只需2.99×10⁴h。球化后的钢材，室温强度、高温强度和持久强度均降低。

3. 碳钢和碳钼钢的石墨化

  碳钢和0.5Mo钢长期在高温下工作，组织中过饱和碳原子发生迁移和聚集，转化为石墨，使材料强度降低。石墨化最容易发生于焊接热影响区。早年，美国某电站505℃的主蒸汽管道采用0.5Mo钢管，在运行5年后断裂，造成严重损失。0.5Mo钢在468℃温度下长期工作就有石墨化倾向，发生事故只是迟早的事。GB/T 150《压力容器》强调“碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向”。

4. 回火脆化

  临氢环境，铬钼钢长期在375～575℃温度下工作，可能出现可逆性回火脆化，表现为脆化转变温度升高，如某2¹/₄CrlMo钢脱硫反应器在332～432℃运行30000h后，脆化转变温度由-37℃升至60℃。因而，回火脆化被认为是2¹/₄Cr1Mo钢脆性破坏的主要危险。为防止开停工脆断，找到设备管道安全升（降）压温度是重要的。应予指出的是：临氢铬钼钢脆裂，常是回火脆化和氢脆共同作用的结果。金属材料高温破坏，还有像σ相析出脆化、强化合金析出相脆化都会致使基本弱化导致破坏。