不銹鋼法蘭在使(shi)用中(zhong)有開(kai)(kai)裂(lie)的(de)現象，不(bu)銹鋼法蘭開(kai)(kai)裂(lie)是因(yin)為什(shen)么原因(yin)呢?我們接下來就一起分析一下。
1 理化分析
首先，對(dui)開裂(lie)法蘭進(jin)行了(le)化(hua)學成(cheng)分分析
分析結果表明(ming)，該(gai)(gai)法蘭及(ji)焊接材料的(de)化(hua)學(xue)成分均符合相關標準要求(qiu)。對該(gai)(gai)法蘭頸部外(wai)表面(mian)及(ji)密封(feng)面(mian)分別進(jin)行(xing)布(bu)氏硬度(du)(du)測試(shi)，其布(bu)氏硬度(du)(du)測試(shi)值符合JB4728-2000標準要求(qiu)。
在材料(liao)化學成分合(he)格、硬(ying)度(du)檢測合(he)格、管(guan)道(dao)安裝符合(he)技術要求、耐壓試(shi)驗操作(zuo)規(gui)范的前提下，管(guan)道(dao)法蘭在耐壓試(shi)驗過程中開裂，說明(ming)產生的缺陷與(yu)法蘭的內部組織結構或(huo)其他未知因(yin)素有關。
; 2 裂紋性(xing)質分析(xi)
2.1 表面(mian)裂紋形貌(mao)
將該(gai)泄漏法(fa)蘭從管道上切割下來，對其(qi)進(jin)行(xing)全面(mian)(mian)宏觀檢(jian)查，發(fa)現法(fa)蘭內表面(mian)(mian)存在裂紋(wen)，最(zui)長為3mm，寬(kuan)為0.5mm，裂紋(wen)及其(qi)附近(jin)已(yi)經產生銹漬;法(fa)蘭螺栓孔內表面(mian)(mian)也發(fa)現較多裂紋(wen);法(fa)蘭密(mi)封(feng)面(mian)(mian)及其(qi)他位置發(fa)現多處非金(jin)屬夾(jia)雜物，個別非金(jin)屬夾(jia)雜物因脫落在法(fa)蘭密(mi)封(feng)面(mian)(mian)表面(mian)(mian)形成小凹(ao)坑(keng)，凹(ao)坑(keng)最(zui)大為 2.0mm，最(zui)小為 0.8mm，凹(ao)坑(keng)的邊緣有肉(rou)眼可見的微(wei)小裂紋(wen)。
對同(tong)廠家、同(tong)批次的(de)(de)其他奧氏體不銹鋼法(fa)蘭進行現(xian)場宏觀(guan)檢查，發現(xian)多件法(fa)蘭存(cun)(cun)在(zai)不同(tong)程度的(de)(de)缺陷，有(you)的(de)(de)法(fa)蘭外表面存(cun)(cun)在(zai)肉眼可見(jian)的(de)(de)明(ming)(ming)顯(xian)裂紋(wen)。宏觀(guan)檢查結(jie)果進一(yi)步表明(ming)(ming)，法(fa)蘭泄漏與法(fa)蘭本(ben)身因素有(you)關系。
2.2 剖面(mian)裂紋(wen)形(xing)貌
為進一步探求法蘭泄漏的(de)真正原因(yin)，隨機(ji)選擇一件同廠家、同批(pi)次，且密封(feng)面(mian)(mian)(mian)上因(yin)非金屬(shu)夾雜物脫落而形成(cheng)小凹坑的(de)平(ping)焊法蘭，對(dui)其(qi)進行解剖(pou)，將其(qi)分成(cheng)大小不(bu)均(jun)的(de)三(san)份(fen)，仔細觀察其(qi)剖(pou)面(mian)(mian)(mian)發現，法蘭的(de)6個(ge)剖(pou)面(mian)(mian)(mian)中有4個(ge)剖(pou)面(mian)(mian)(mian)有肉眼可見的(de)裂紋(wen)，裂紋(wen)幾乎貫穿(chuan)整個(ge)剖(pou)面(mian)(mian)(mian)。
選擇其中一個(ge)剖面，經粗磨、細磨、腐蝕后觀察，裂紋更加明顯(xian)，幾乎貫穿了整個(ge)剖面。裂紋具有一定的(de)寬度(du)，大多(duo)裂紋空(kong)隙處噙含(han)黑色非金屬夾雜(za)物(wu)，其中有一處夾雜(za)物(wu)距離法蘭密(mi)封面約(yue)(yue)3.0mm，直徑約(yue)(yue) 2.5mm，夾雜(za)物(wu)上部至密(mi)封面有明顯(xian)的(de)補(bu)焊(han)痕跡，補(bu)焊(han)面積約(yue)(yue)380mm2，補(bu)焊(han)深度(du)達(da)3.0mm。
在(zai)這條新建的(de)(de)工藝管道上，使用的(de)(de)管道組成(cheng)件并(bing)非是利舊品，而是新購進(jin)的(de)(de)產(chan)(chan)品，在(zai)法(fa)蘭(lan)剖面(mian)上發現了(le)多(duo)處噙含非金(jin)屬夾(jia)雜物的(de)(de)裂(lie)紋，可以初(chu)步(bu)判定：裂(lie)紋的(de)(de)產(chan)(chan)生與(yu)大量存在(zai)的(de)(de)非金(jin)屬夾(jia)雜物有關。而剖面(mian)上的(de)(de)補焊(han)痕跡(ji)，卻是一(yi)種令人費解的(de)(de)、非常不正常的(de)(de)現象。
2.3 金相組(zu)織分析(xi)
為進(jin)(jin)一步探求裂紋產生的(de)原(yuan)因(yin)，弄清楚新(xin)購買(mai)的(de)法蘭在組(zu)焊到管道上(shang)之前是否(fou)真的(de)經歷了補(bu)焊，對法蘭剖面裂紋位置進(jin)(jin)行金(jin)相檢(jian)驗。
取1中所(suo)述試件(jian)，對法蘭剖(pou)面(mian)上有補焊(han)痕跡的(de)位(wei)置進行細磨、拋光，在100倍顯微鏡下觀察(cha)，裂(lie)(lie)紋(wen)更(geng)加清晰，較長(chang)的(de)裂(lie)(lie)紋(wen)內部含(han)有體積較大(da)的(de)條狀非金屬夾(jia)雜(za)物(見圖2)及剖(pou)面(mian)上彌散的(de)點狀非金屬夾(jia)雜(za)物;裂(lie)(lie)紋(wen)尖端禿(tu)鈍，裂(lie)(lie)紋(wen)兩側未見明顯異常現象;該處金相組(zu)(zu)織(zhi)含(han)枝(zhi)晶狀奧(ao)氏體，是(shi)典型的(de)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼焊(han)接接頭組(zu)(zu)織(zhi)。3 裂(lie)(lie)紋(wen)性質判(pan)定
綜合上述法蘭(lan)裂紋形貌、斷口(kou)特征、裂紋微觀形貌及金相組織(zhi)分析結果，表(biao)明裂紋產生在法蘭(lan)生產過程中，屬(shu)于沿(yan)夾雜物尖(jian)端的(de)鍛制裂紋。為了(le)消除法蘭(lan)表(biao)面(mian)明顯的(de)裂紋，在法蘭(lan)出廠前確實經歷(li)了(le)補(bu)焊。
4 裂紋(wen)成因分析(xi)
4.1 大量存在的非金屬(shu)夾雜(za)物，是裂(lie)紋產生的根(gen)源
由(you)于制造(zao)法蘭的(de)(de)(de)鍛(duan)(duan)坯內存在大量的(de)(de)(de)非(fei)金屬夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)(wu)，在鍛(duan)(duan)制過程(cheng)中，體積型(xing)夾(jia)(jia)雜經反復鍛(duan)(duan)制，變成面積型(xing)夾(jia)(jia)雜，使材料內部產(chan)生了(le)(le)沿夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)(wu)尖端的(de)(de)(de)鍛(duan)(duan)制裂(lie)紋(wen)。體積較大的(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)(wu)鍛(duan)(duan)制后(hou)變成了(le)(le)尺寸較大的(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen);體積較小的(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)(wu)鍛(duan)(duan)制后(hou)變成了(le)(le)尺寸較小的(de)(de)(de)微裂(lie)紋(wen)。這些(xie)裂(lie)紋(wen)大多是埋藏裂(lie)紋(wen)。
鍛坯經(jing)過機(ji)加工(gong)后(hou)，埋(mai)藏裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)有(you)的變(bian)成了表(biao)面(mian)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)，這就是宏觀檢查中發現法(fa)蘭內外表(biao)面(mian)、螺栓孔內存在較多的微裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的原因(yin)(yin)。對(dui)于(yu)法(fa)蘭表(biao)面(mian)尺寸較大的裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)，為了能(neng)讓產(chan)品出廠(chang)，生產(chan)廠(chang)家(jia)采(cai)取了打磨→消(xiao)除(chu)表(biao)面(mian)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)→補焊→再(zai)次機(ji)加工(gong)等手段，使法(fa)蘭外觀上看起來沒有(you)明顯的缺(que)陷。這就是法(fa)蘭補焊面(mian)積380mm2、補焊深度3mm的原因(yin)(yin)。
4.2 鍛制裂紋在試(shi)驗(yan)壓力作用下進一步擴(kuo)展，致使(shi)法(fa)蘭最終泄漏(lou)
大量存在的(de)非(fei)金屬夾(jia)(jia)雜物，會(hui)降低材料的(de)塑性和韌性，裂(lie)(lie)紋(wen)內部的(de)夾(jia)(jia)渣使裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)尖(jian)端產(chan)生(sheng)應力集中，法蘭(lan)無法承(cheng)受外(wai)加載荷，致使在耐壓(ya)試(shi)驗過程(cheng)中，試(shi)驗壓(ya)力剛剛達到0.6MPa，法蘭(lan)便(bian)開裂(lie)(lie)泄漏(lou)。5 采(cai)取(qu)的(de)措施
(1)將所有(you)問題(ti)法(fa)蘭全部更換(huan)。
(2)繼續查(cha)找本(ben)裝置中使用(yong)(yong)的(de)同廠(chang)家(jia)、同批次的(de)其他管件，采用(yong)(yong)相(xiang)應檢(jian)驗(yan)手段，確認其是否(fou)合格(ge)。
(3)對新更換的法(fa)蘭，除了復驗其化學成(cheng)分、力學性(xing)能外，還應進行(xing)宏觀檢查，評價其幾何尺(chi)寸和表(biao)面光(guang)潔度(du)，并(bing)檢查是否有非正常(chang)幾何尺(chi)寸不(bu)連續處。
編輯：丹丹 |
