不(bu)(bu)銹(xiu)鋼法(fa)蘭在使用中(zhong)有(you)開裂的現象，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼法(fa)蘭開裂是(shi)因為什么原(yuan)因呢?我(wo)們接下來就(jiu)一起分析一下。
1 理化(hua)分析
首(shou)先，對開裂法蘭進行了化學(xue)成分分析
分析結果(guo)表明，該(gai)(gai)法蘭(lan)及焊接(jie)材(cai)料的化學成分均(jun)符(fu)合(he)相(xiang)關標準要(yao)求(qiu)。對該(gai)(gai)法蘭(lan)頸部外表面(mian)及密封面(mian)分別進行布氏硬(ying)度測試，其布氏硬(ying)度測試值符(fu)合(he)JB4728-2000標準要(yao)求(qiu)。
在材料化學成分合格(ge)、硬度(du)檢測(ce)合格(ge)、管道安裝符合技術要求、耐(nai)壓試(shi)驗操(cao)作(zuo)規范(fan)的前提下(xia)，管道法蘭(lan)在耐(nai)壓試(shi)驗過程中開裂，說明產生的缺陷(xian)與法蘭(lan)的內(nei)部組織結構或其他(ta)未知因(yin)素有關。
2 裂紋(wen)性質分析
2.1 表(biao)面裂紋形貌
將該泄漏法(fa)(fa)蘭從管道(dao)上切割下來，對(dui)其進行全(quan)面(mian)(mian)宏觀檢查，發(fa)現法(fa)(fa)蘭內(nei)(nei)表(biao)面(mian)(mian)存在(zai)裂(lie)紋，最長為3mm，寬(kuan)為0.5mm，裂(lie)紋及其附(fu)近已(yi)經產(chan)生銹(xiu)漬;法(fa)(fa)蘭螺栓孔內(nei)(nei)表(biao)面(mian)(mian)也發(fa)現較多(duo)裂(lie)紋;法(fa)(fa)蘭密(mi)封面(mian)(mian)及其他位置發(fa)現多(duo)處(chu)非金(jin)屬夾雜物，個別非金(jin)屬夾雜物因(yin)脫(tuo)落在(zai)法(fa)(fa)蘭密(mi)封面(mian)(mian)表(biao)面(mian)(mian)形成小凹坑，凹坑最大為 2.0mm，最小為 0.8mm，凹坑的(de)邊緣(yuan)有肉眼可見(jian)的(de)微小裂(lie)紋。
對同(tong)廠(chang)家、同(tong)批次的(de)其他(ta)奧氏(shi)體不銹鋼法蘭進行現(xian)場宏觀檢(jian)查，發現(xian)多件法蘭存在不同(tong)程度的(de)缺(que)陷，有(you)的(de)法蘭外表面(mian)存在肉眼可見(jian)的(de)明(ming)顯裂紋。宏觀檢(jian)查結果進一步表明(ming)，法蘭泄漏與法蘭本身(shen)因(yin)素有(you)關系。
2.2 剖面裂紋形貌
為進一步探求法蘭泄漏的(de)(de)真正(zheng)原因，隨機選擇一件同廠家、同批次(ci)，且密封面上因非金屬(shu)夾(jia)雜物脫落而形(xing)成小(xiao)凹坑的(de)(de)平焊法蘭，對(dui)其(qi)進行(xing)解剖(pou)，將其(qi)分成大小(xiao)不均的(de)(de)三份，仔細觀察其(qi)剖(pou)面發現，法蘭的(de)(de)6個剖(pou)面中有4個剖(pou)面有肉眼可見的(de)(de)裂紋，裂紋幾乎貫穿整個剖(pou)面。
選擇其中一個剖(pou)面(mian)(mian)，經粗磨、細磨、腐蝕后觀察(cha)，裂紋更加明(ming)顯，幾乎貫穿了整個剖(pou)面(mian)(mian)。裂紋具有一定的寬度，大多裂紋空隙處噙含黑色非(fei)金屬夾雜(za)物，其中有一處夾雜(za)物距離法蘭密(mi)封面(mian)(mian)約(yue)3.0mm，直徑約(yue) 2.5mm，夾雜(za)物上部至密(mi)封面(mian)(mian)有明(ming)顯的補(bu)焊(han)(han)痕跡，補(bu)焊(han)(han)面(mian)(mian)積約(yue)380mm2，補(bu)焊(han)(han)深度達3.0mm。
在這條新建(jian)的(de)工藝管道上(shang)，使用的(de)管道組成件并非是(shi)(shi)利(li)舊品，而是(shi)(shi)新購進的(de)產(chan)品，在法蘭剖(pou)面上(shang)發現了多處噙含非金屬(shu)夾雜物的(de)裂紋，可以初步判定：裂紋的(de)產(chan)生與大量存在的(de)非金屬(shu)夾雜物有關。而剖(pou)面上(shang)的(de)補焊痕(hen)跡(ji)，卻是(shi)(shi)一種令(ling)人費(fei)解(jie)的(de)、非常不正常的(de)現象(xiang)。
2.3 金相(xiang)組織分析
為進(jin)一步探求(qiu)裂紋產生(sheng)的原(yuan)因，弄清楚新(xin)購買的法蘭在(zai)組焊到管道上之前是否真的經歷(li)了補(bu)焊，對(dui)法蘭剖面裂紋位(wei)置進(jin)行金相檢驗。
取1中(zhong)所述試件，對法蘭剖面(mian)上有(you)補焊痕(hen)跡的位置進行(xing)細磨(mo)、拋光，在(zai)100倍顯(xian)微鏡下(xia)觀察，裂紋(wen)更加清晰(xi)，較(jiao)長(chang)的裂紋(wen)內部含有(you)體(ti)積較(jiao)大的條狀非金屬夾雜物(見(jian)圖2)及剖面(mian)上彌(mi)散的點(dian)狀非金屬夾雜物;裂紋(wen)尖(jian)端禿(tu)鈍，裂紋(wen)兩側(ce)未見(jian)明顯(xian)異常現象;該處金相組織(zhi)含枝晶狀奧氏體(ti)，是典型的奧氏體(ti)不銹鋼焊接(jie)接(jie)頭組織(zhi)。3 裂紋(wen)性質判定
綜合上述法(fa)(fa)蘭裂紋(wen)形貌、斷口特征、裂紋(wen)微(wei)觀(guan)形貌及金(jin)相(xiang)組織(zhi)分析(xi)結果，表明(ming)裂紋(wen)產生在法(fa)(fa)蘭生產過程中(zhong)，屬于沿夾雜物(wu)尖端(duan)的鍛(duan)制(zhi)裂紋(wen)。為了消除法(fa)(fa)蘭表面明(ming)顯(xian)的裂紋(wen)，在法(fa)(fa)蘭出廠(chang)前確(que)實經歷了補焊。
4 裂(lie)紋成因分(fen)析
;4.1 大量存在的(de)非金(jin)屬夾雜物(wu)，是裂紋產生的(de)根源(yuan)
由于(yu)制(zhi)造法蘭的(de)(de)(de)鍛(duan)(duan)坯內(nei)存(cun)在大(da)量(liang)的(de)(de)(de)非金屬(shu)夾(jia)雜物(wu)，在鍛(duan)(duan)制(zhi)過程中，體(ti)(ti)積型夾(jia)雜經(jing)反復鍛(duan)(duan)制(zhi)，變(bian)成面積型夾(jia)雜，使材料內(nei)部產(chan)生了(le)(le)沿夾(jia)雜物(wu)尖端的(de)(de)(de)鍛(duan)(duan)制(zhi)裂(lie)紋(wen)(wen)。體(ti)(ti)積較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)夾(jia)雜物(wu)鍛(duan)(duan)制(zhi)后變(bian)成了(le)(le)尺(chi)寸較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)(wen);體(ti)(ti)積較(jiao)小的(de)(de)(de)夾(jia)雜物(wu)鍛(duan)(duan)制(zhi)后變(bian)成了(le)(le)尺(chi)寸較(jiao)小的(de)(de)(de)微裂(lie)紋(wen)(wen)。這(zhe)些裂(lie)紋(wen)(wen)大(da)多是(shi)埋(mai)藏裂(lie)紋(wen)(wen)。
鍛坯(pi)經過機加工后，埋藏裂(lie)(lie)紋(wen)有(you)的(de)(de)(de)變成了表(biao)面裂(lie)(lie)紋(wen)，這就(jiu)是宏(hong)觀檢(jian)查中發現法(fa)(fa)蘭內外表(biao)面、螺栓孔內存在較多的(de)(de)(de)微裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。對于法(fa)(fa)蘭表(biao)面尺寸較大的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)紋(wen)，為了能讓產品(pin)出廠(chang)(chang)，生產廠(chang)(chang)家(jia)采取了打磨→消除表(biao)面裂(lie)(lie)紋(wen)→補(bu)焊→再次機加工等(deng)手段，使法(fa)(fa)蘭外觀上(shang)看起來沒有(you)明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)缺(que)陷。這就(jiu)是法(fa)(fa)蘭補(bu)焊面積380mm2、補(bu)焊深(shen)度(du)3mm的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。
4.2 鍛制(zhi)裂紋在試(shi)驗壓(ya)力(li)作(zuo)用(yong)下進(jin)一(yi)步(bu)擴展，致使法蘭最終泄漏(lou)
大量存在(zai)的非金(jin)屬夾(jia)雜物，會降低材料的塑(su)性和韌性，裂(lie)(lie)紋(wen)內部的夾(jia)渣使裂(lie)(lie)紋(wen)的尖端產(chan)生應(ying)力(li)集中(zhong)，法蘭無法承受外加載荷，致使在(zai)耐壓試(shi)驗過程中(zhong)，試(shi)驗壓力(li)剛(gang)剛(gang)達到0.6MPa，法蘭便開裂(lie)(lie)泄漏。5 采(cai)取的措施
(1)將所有問題法蘭全部更(geng)換。
(2)繼續查(cha)找(zhao)本裝置(zhi)中使用的同(tong)廠家、同(tong)批次(ci)的其他管件，采用相應檢驗手段，確認其是否(fou)合格。
(3)對新更換(huan)的法(fa)蘭(lan)，除(chu)了復驗其化學成(cheng)分、力學性能外，還(huan)應進行宏觀檢查，評價其幾何尺(chi)寸(cun)和表面光(guang)潔度，并檢查是否有非(fei)正(zheng)常幾何尺(chi)寸(cun)不連續處。
編輯：丹丹 |
