氧化反应塔不锈钢气相管裂纹成因分析
双相不锈钢管件裂纹成因及控制措施
双相不锈钢管件裂纹成因及控制措施发布时间:2021-09-03T01:41:44.985Z 来源:《中国电业》2021年第13期作者:李文利[导读] 近年来,双相不锈钢强度高、韧性好、抗腐蚀性能力强而得到了越来越广泛的应用李文利浙江省特种设备科学研究院,浙江杭州 310000摘要:近年来,双相不锈钢强度高、韧性好、抗腐蚀性能力强而得到了越来越广泛的应用;不足之处是因其是铁素体和奥氏体两相组织,对成形和热处理等方面的工艺要求较高,给管件的制造增加了很大的难度,所以双相不锈钢管件的质量问题时有发生。
对此,在工程施工中,应加强对双相不锈钢关键的质量控制,并对存在问题的管件展开有效处理,确保管道安装工程顺利进行。
关键词:双相不锈钢管件;裂纹成因;控制措施1前言双相不锈钢是指它的微观组织是由铁素体相和奥氏体相二相组成的材料,二相各约占50%左右。
在实际使用中其中一相约在40~60%之间较为合适。
根据两相组织的特点,通过正确控制化学成分和热处理工艺,将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起,使双相不锈钢成为一类集优良的耐腐蚀、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。
它们的物理性能介于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢之间,但更接近于铁素体不锈钢和碳钢。
双相不锈钢的耐氯化物孔蚀和缝隙腐蚀能力与铬、钼和氮含量有关,其耐孔蚀和缝隙腐蚀能力可以类似于316不锈钢,或者高于海水用不锈钢如6%Mo奥氏体不锈钢。
所有的双相不锈钢耐氯化物应力腐蚀断裂的能力均明显强于300系列奥氏体不锈钢,而且其强度也大大高于奥氏体不锈钢,同时表现出良好的塑性和韧性。
2问题的提出随着双相不锈钢的广泛应用,双相不锈钢管件也开始大量使用,然而,管件的制作遇到了以下问题:1)双相不锈钢在制作管件的过程中,一般都有一个反复加热和变形成型的程序,我们在压制三通时就遇到压制过程中管件开裂情况,而且开裂不是偶然的,是经常出现的,因此,为了提高成品率和产品质量,有必要找出双相不锈钢开裂原因和机理,最终拿出解决问题的工艺技术参数。
不锈钢无缝管焊接裂纹的原因
不锈钢无缝管焊接裂纹的原因不锈钢无缝管焊接裂纹的原因可能包括以下几点:1.热裂纹:热裂纹是焊接冷却过程中高温阶段产生的裂纹,主要存在于焊接金属中,少量存在于近缝部。
分为结晶(凝固)裂纹、液化裂纹和多边化裂纹。
其中晶体裂纹是常见的裂纹,主要发生在杂质元素多的碳钢焊接中。
2.再热裂纹:厚板焊接结构消除应力处理过程中,在热影响区的粗晶区存在不同程度的应力集中时,由于应力松弛所产生附加变形大于该部位的蠕变塑性,则产生再热裂纹。
产生温度通常在为550℃~650℃。
3.冷裂纹:焊接接头冷却到较低温度下(对于钢来说在M。
温度以下)产生的裂纹称为冷裂纹。
冷裂纹可在焊后立即出现,也有可能经过一段时间(几小时、几天甚至更长时间)才出现,这种裂纹又称延迟裂纹,它是冷裂纹中比较普遍的一种形态,具有更大的危险性。
4.应力腐蚀裂缝:某些焊接结构(如容器和管道等),在腐蚀介质和应力的共同作用下产生的延迟开裂;在任何温度下可发生;裂纹发生的位置通常位于焊缝和热影响区;裂纹形态为沿晶或穿晶。
5.层状撕裂:主要是由于钢板中存在分层的夹杂物(沿轧制方向),在焊接时产生垂直于轧制方向的应力,致使在热影响区或稍远的地方,产生“台阶”式层状开裂;产生温度通常在约400℃以下;裂纹发生的位置通常位于热影响区附近;裂纹形态为穿晶或沿晶。
6.工艺不良:不锈钢焊接过程中,如果焊接参数设置不当、热输入过大或者焊接速度过快,都可能导致焊接区域内应力过高,从而导致裂纹的产生。
7.材质问题:不锈钢本身性质不佳,如果存在夹杂物、气孔等缺陷,那么焊接时这些缺陷就会聚集在一起,形成较大的缺陷区域,从而导致裂纹的产生。
8.环境因素影响:不锈钢焊接时,环境的氧气、水分等物质会对焊接区域的化学成分产生影响。
如果焊接区域处于高温高压环境下,比如制备压力容器时,热应力增大,易导致裂纹的产生。
为了防止不锈钢无缝管焊接出现裂纹,应严格按照操作规程进行焊接,选用合格的焊材,避免在环境恶劣的条件下进行焊接。
不锈钢管道开裂原因分析
应 力集 中 ,使其 成 为裂 纹 的发 源点 。其 内外 壁 裂纹
发 生 的部 位也 是弯 管拉 应力 较 高 的区域 ( 焊 缝较 离 近) 。能 谱 分 析 发现 ,内外 壁腐 蚀 斑 及 裂 纹中 均存
洁 ,防止雨 水等 渗入 对管 子造 成 腐蚀 伤 害 。 ( )对 使 用 环 境 中腐 蚀 性 介 质 的渗 入 加 以控 3
C 1
KS /
内 壁 1 1 .3 3 .5 01 01 82 09 .6 .1
27 03 02 .2 .9 .2
内 壁 2 61 2 . 1 . 7 78 8
裂 纹 45 51 O3 .7 .4 .1
04 1 8 O 6 .7 . . 3 3
中 图分类 号
T 0 09 Q 5 .
Cr c i g An l sso t i ls t e p a k n a y i fS a n e sS e l Pi e
Z a gY n ̄ n L i Z a u ig h n o gu uPn hoXiqn
Ab t a t T e e k g c u e f ti l s s e p p w s y t mai al a ay e b fa tr ma r s r c : h la a e a s o san e s t l i e a s se t l e c y n lz d y r cu e co— o s r ai n EM,c e c la ay i,a i ma m — th n , tl r i a h s n l ss t.T e r s l h we h t b e v t ,S o h mia n l ss cd c ec i g meal gc lp a e a a y i,ec h e u t s o d t a u s t e c e c lc mp st n o a l sn ti c o d n e wi h e in r q i me t n n l s n d f c x se h h mia o o i o fs mp e wa o n a c r a c t t e d sg e u r i h e n ,a d i cu i e e te it d o i h tr l w t o r c ro i n— e it n e n sr s o rso n io me t h r c s f r d x a d d a d n t e ma e i i p o o r so r ssa c .I t s c r in e vr n n ,t e ca k o me ,e p n e n a h e o
浅谈不锈钢弯头裂纹故障分析及改进措施
浅谈不锈钢弯头裂纹故障分析及改进措施摘要:根据煤化工某装置曾发生过正在使用的材质为06Cr19Ni10不锈钢弯头本体开裂的事例,从弯头加工成型与失效弯头裂纹机理分析入手,分析出裂纹产生的真实原因。
重点从供应商管理、采购监造两个环节,阐述了以尽可能减少不锈钢管件晶间腐蚀开裂事故发生的改进措施。
关键词:不锈钢弯头开裂供应商管理采购监造不锈钢具有较好的力学性能和优良的抗均匀腐蚀能力,在石油、化工、能源动力等领域中得到了广泛应用,石油化工装置采用了大量的不锈钢管件,一般耐全面腐蚀性能良好,但也可能产生点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀及应力腐蚀破裂等局部腐蚀。
而其中晶间腐蚀发生后金属表面仍保持一定的金属光泽,看不出被破坏的迹象,但晶粒间结合力显著减弱,机械强度恶化,不能经受敲击。
以晶间腐蚀为起源,在应力和介质的共同作用下,可使不锈钢诱发晶间应力腐蚀,所以晶间腐蚀有时是应力腐蚀的先导。
由于晶间腐蚀不易检查,对安全生产危害性极大,本文根据某煤化工净化装置中正在使用的材质为06Cr19Ni10(以下简称304)不锈钢弯头本体开裂情况,制定了故障诊断试验方案,并请国内材料研究所对失效弯头进行了全面地分析,确定了不锈钢弯头的裂纹成因:开裂弯头在制造过程中因不当受热导致局部材质发生严重晶界脆化并开裂,在安装、开工及运行过程中裂纹发生沿晶脆性扩展最终引起泄漏。
1.弯头成型简述现代工业中弯头应用非常广泛,在石油化工、天然气行业中十分常见。
目前国内钢制管弯头成型制造常用的加工方法有:铸造法、冲压压型法、冲压-对焊法、冷热推制法[1]。
本文开裂弯头采用冷推制法加工,目前冷推制法用弯头专用液压机冷推制生产有缝碳钢、不锈钢弯头的流程为:原材复检→钢板切割下料→卷管→焊接→校圆→推制、整形→热处理→切削加工→打磨喷砂→无损检测→酸洗钝化→外观检测→尺寸检验→标记。
这其中最主要的成型工艺是切割下料、焊接、推制和热处理。
冷推制弯头的成型装置见图1.1所示。
探究不锈钢管道裂纹产生原因分析及裂纹处理
探究不锈钢管道裂纹产生原因分析及裂纹处理摘要:对OCrl9Ni9不锈钢管道裂纹产生原因进行了分析,并对裂纹焊接处理的有关问题进行了阐述,同时叙述了具体挖补修复方法及焊接修复过程。
关键词:0Cr19Ni9不锈钢;晶界腐蚀开裂;工作应力;焊接裂纹;挖补修复0 前言电厂化学水工艺水管道规格219mm×10mm。
材质为0Cr19Ni9,满负荷连续运行,同时管道振动过大,工艺水又具有较强的腐蚀性且温度又高。
在管道膨胀弯的焊缝的热影响区产生了长约15Omm的纵向裂纹。
l 裂纹产生原因的分析1.1母材及填充材料使用不当管道使用的是0Cr19Ni9(美304),不锈钢的化学成分为:(C)≤0.08%,(Cr)为l8.0%~20.0%,(Ni)为8.O%~10.0%,由此可知,这类不锈钢的C含量与一般的奥氏体不锈钢C含量相当,并非超低碳不锈钢.并且没有加入稳定碳化物的Ti,Nb元素。
如果在焊接时没有避开450~850℃的危险温度区间,并且没有选用含Ti,Nb元素的焊接材料,就会在热影响区形成脆性大、塑性低的碳化铬,从而使热影响区、熔合线上产生晶界腐蚀裂纹。
1.2 焊接工艺不合理焊缝较宽,成形粗糙,弧坑较大,焊趾明显咬肉。
由此可以断定,焊接时所用焊条直径较大,焊接电流也较大,焊速慢,停留时间过长,没有避开450~850℃危险温度区间,道间温度控制也未见成效。
这是形成晶界腐蚀裂纹的又一原因。
为了保证装置在短期内恢复运行,就对裂纹进行了直接补焊。
(1)首先做好一切焊前准备工作,在距裂纹2个端点各l0 mm处钻φ6 mm的止裂孔,以防打磨、焊接过程中裂纹蔓延。
然后用角向磨光机磨出α=60°,b=3.2 mm,p=1.5 mm 的坡口。
坡口长度为止裂孔间的距离,并过止裂孔磨出焊缝与母材的过渡面,再将坡口两边的油、锈等杂物清理干净。
(2)采用ZX7—400A焊机,直流反接,焊材为A132,3.2 mm,进行打底、填充及盖面,焊接电流为1l0 A。
不锈钢焊缝裂纹产生的原因的重新陈述
不锈钢焊缝裂纹产生的原因的重新陈述不锈钢焊缝裂纹产生的原因的重新陈述在不锈钢焊接过程中,焊缝裂纹的产生是一个常见的问题。
虽然在之前的文章中已经探讨过这个主题,但现在我将重新陈述关于不锈钢焊缝裂纹产生原因的深入讨论。
我将从多个方面分析这个问题,以便我们更全面地理解不锈钢焊缝裂纹产生的原因。
1. 焊接材料选择不当:不锈钢焊缝裂纹的产生可以归因于焊接材料的选择不当。
不同等级的不锈钢具有不同的化学成分和热处理特性,因此选择合适的焊接材料对于避免焊缝裂纹至关重要。
当焊接材料的化学成分与母材不匹配时,焊缝裂纹的风险就会增加。
2. 母材的应力集中:母材中的应力集中也是导致不锈钢焊缝裂纹产生的原因之一。
当焊接过程中施加的热应力与存在的局部应力相结合时,焊缝周围的母材就会受到更大的应力,从而增加了焊缝裂纹的形成风险。
3. 焊接过程的热控制不当:热控制是焊接过程中至关重要的方面。
不当的热输入或冷却速度可能导致焊缝区域的热循环不均匀,从而引发焊缝裂纹。
热输入过高可能导致焊缝区域过热,而热输入过低则可能导致冷凝速度过快,这两种情况都会增加焊缝裂纹的风险。
4. 焊接残余应力:焊接过程中产生的残余应力也是不锈钢焊缝裂纹产生的原因之一。
焊接会改变材料的晶体结构并引入残余应力,当这些应力超过材料的强度极限时,焊缝裂纹可能会出现。
5. 焊接操作技术不当:不正确的焊接操作技术也会导致焊缝裂纹的形成。
这包括焊接速度、焊接电流和焊接电压的控制不当,以及不适当的焊接角度和焊接位置等因素。
这些技术问题可能会导致焊接过程中的应力不均匀,从而引发焊缝裂纹。
不锈钢焊缝裂纹的产生是由多种因素共同作用导致的。
正确选择焊接材料、控制焊接过程中的热量和应力、遵循正确的焊接操作技术等都是避免焊缝裂纹的关键。
只有全面理解这些原因,我们才能更好地避免不锈钢焊缝裂纹的产生,并确保焊接质量的稳定性和可靠性。
我对这个问题的理解是,不锈钢焊缝裂纹产生的原因是一个复杂且多方面的问题。
MTO装置347H反应器焊缝开裂原因分析与修复
收稿日期:
2021
G
01
G
20.
作者简介:司海涛,男,
2009 年 毕 业 于 中 国 石 油 大 学 机 械 设
计及其自动化专业,主 要 从 事 设 备 及 检 维 修 管 理 工 作,工 程
师.
Ema
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l:
526453911@qq.
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om.
第 42 卷第 3 期
司海涛 .MTO 装置 347H 反应器焊缝开裂原因分析与修复
时会产生一定的残余应力.而焊件在被焊接时易
产生直接焊接应 力,间 接 的 残 余 应 力 如 果 在 某 种
氢在钢中的溶 解 度 与 压 力、温 度 的 关 系 服 从
【】
S
i
eve
r
t方 程 4 . 根 据 方 程,温 度 越 高,氢 的 溶 解
度越大,随着温度降低,氢在钢材中的可溶性慢慢
降低,在焊缝金属中由内而外聚集扩散.
2017 年 9 月发 现 的 反 应 器 顶 部 封 头 环 焊 缝 裂 纹
(见图 4)
600 mm 处 存 在 第 二 条 未 贯 穿 裂 纹 (长
63
总焊缝量约 9% ,共发现缺陷 30 处,均打磨消除.
280 mm,宽 1~2 mm);
B 类是发现的多处微裂
纹,大 部 分 集 中 在 焊 缝 上,其 中 内 壁 30 处,外 壁
16 不 锈 钢. 其 主
要化 学 成 分 含 量 (质 量 分 数 )见 表 1,通 过 与
«
ASTM A240/A240M 用于压力容器和一般用途
的铬和铬G镍不锈钢钢板、薄钢板和带钢的标准规
范»及 JB/T4747—2002«压力容器用钢焊条 订 货
不锈钢管腐蚀开裂分析
2019年 第11期热加工W焊接与切割elding & Cutting19不锈钢管腐蚀开裂分析■李国辉,刘洪武,王跃庆摘要:某化肥厂304不锈钢管焊接后并经过了试压,在使用了两年后,部分钢管发生渗液现象。
为了找出失效原因,对渗液钢管进行了化学成分、金相组织、非金属夹杂物、平均晶粒度、扫描电镜分析。
结果表明:该不锈钢管的非金属夹杂物含量偏高,钢管化学成分中Cr 含量偏低,在焊接后晶界Cr 与C 结合析出碳化物,导致晶界处贫Cr 被腐蚀,大气环境中氯离子含量过高,也是导致腐蚀的原因之一。
关键词:不锈钢;失效分析;晶间腐蚀;贫铬1. 概述由于具有优良的耐蚀性,304不锈钢被广泛地用于要求良好综合性能(耐蚀性和成形性)的设备和机件,在化工设备、压力容器等行业应用广泛。
某化肥厂硫酸管,用于硫酸泵出口(0.82M P a )与反应器之间连接,该泵流量14m 3/h ,扬程63m ,硫酸浓度为93.5%,使用温度为常温。
该管道于2016年更换,在使用两年后,在泵进出口排放管及压力表接口高颈法兰焊接处出现渗液现象。
对管壁进行清洗、渗透检测并发现裂纹(见图1)。
查阅原始资料,该钢管材质为304不锈钢,管径为D N50,壁厚3.5m m ,在焊接后进行渗透检测,结果合格。
将该钢管切割取样,经检测发现,渗液处位于焊缝区域并发现裂纹。
为查明不锈钢管腐蚀开裂失效的原因,避免再次发生危险,本文拟对失效钢管件进行化学成分、金相显微及扫描电镜分析,从而得出失效原因,并提出预防措施。
2. 试验方法(1)化学成分分析 采用A R L-4460直读光谱仪分别对不锈钢管的母材及焊缝的化学成分进行检测,确定化学成分是否符合标准要求。
(2)金相显微分析 从渗液处(见图1c )截取试样,试样包括母材、焊缝和热影响区,对试样进行预磨、粗磨、精磨和抛光,使用OLYMPUS-GX51金相显微镜对试样进行非金属夹杂物观察,之后用三氯化铁盐酸水溶液对其浸蚀,在金相显微镜下对试样进行组织观察(见图2)。
304不锈钢管裂缝纹情况分析(魏刚)
304不锈钢管裂缝纹情况分析摘要:我厂物料输送的304不锈钢管出现裂纹,对有裂纹的钢管进行化学成分分析,发现与钢管中的Ni含量偏低,部分钢管表面有焊渣,管道中含CL离子有关。
关键词:裂纹焊接腐蚀三车间还原工序的部分回收氢管道,尾气管道,氯硅烷管道出现了不同程度的裂纹,导致管道出现泄漏。
这些管道都是304有缝不锈钢管。
由于我们工艺的压力(0.7MPa)和温度(℃110℃-170℃)都不高,可以排除这两个因素的影响。
我们对部分管道进行了化学成分分析,304不锈钢管的标准如下:C Si Mn Cr Ni S P≤0.07 ≤1.0 ≤2.0 17.0-19.0 8.0-11.0 ≤0.03 ≤0.035分析结果如下炉号管道名称Mn Cr Ni 表面状况12 尾气管道18.40 7.86 表面点蚀12 回收氢管道17.98 8.16 表面点蚀12 氯硅烷管道18.05 8.41 表面点蚀2 氯硅烷管道17.99 7.81 表面面蚀,一层白色SiO2膜,膜下锈蚀2 回收氢管道18.21 8.46 表面点蚀2 尾气管道18.13 7.89 表面点蚀,焊渣17 氢气管道17.81 8.30 表面点蚀17 氯硅烷管道18.25 7.89 表面点蚀18 尾气管道18.06 8.07 表面点蚀7 氢气管道 1.63 18.16 8.07 表面点蚀7 氯硅烷管道 1.2 18.33 8.00 表面点蚀9 尾气管道 1.33 18.32 7.71 泄漏照成严重腐蚀原因分析:由上表对比知道,部分钢管的Ni含量偏低,而Ni的含量偏低会使不锈钢的耐腐蚀性降低,引起腐蚀开裂。
在2号炉尾气管磨光表面出现有焊渣,说明这段管道的焊接质量不过关,产生的杂质也降低了不锈钢的耐腐蚀性。
由于输送尾气和氯硅烷的管道中都富含CL离子等腐蚀性介质,这也可能是造成管道腐蚀开裂的原因之一。
改进措施:再次购买不锈钢管的时候要注意其成分是否符合标准,对已使用的的不锈钢管如发现泄漏要及时更换,避免事故发生。
制氢装置中变气不锈钢管件开裂失效分析及对策
出 现 裂 纹 后 ,一 方 面 将 其 材 质 更 新 为
0 0 C r l 9 N i l 0 , 另一 方 面 委 托 中 国特 种 设 备 检 测研
图1 大 三 通 管 帽 外 壁 宏 观 裂 纹
F i g .1 Ma c r o s c o pi c c r a c k s o f o u t t e r wa l l o f c a p
某公 司 4×1 0 m / h制 氢 装 置 , 采 用 轻 烃 水
蒸 汽 转 化工 艺 , 原 料 为 加氢 干 气 、 焦 化 干气 、 石脑
油及天 然 气 , 于 2 0 0 9 年 5月 1 9 日开 工 投 产 。
长度约 1 5 m m, 为垂直于焊缝裂纹; 弯头外壁 肉眼 可发 现裂 纹 。
展; 断 口形貌具有典型的冰糖块特征 , 能谱 分析显示有 大量 s 、 局 部存在 c l , 晶界 C r 质 量分数达 到
2 0 . 0 %, 超过基体 中 C r 含 量; 管件局部硬 度超过 1 9 0 H B, 裂 纹 尖 端 的 残余 应 力 超 过 了 0 C r l 8 N i 9的 屈 服 应 力 。从 材 料 方 面 、 介 质 因素 与 应 力 条 件 三 个 方 面 综 合 分 析 后 , 认 为 管件 失 效 的 原 因是 H , S —
摘要 : 制 氢装置 空冷 器入 口中变气不锈 钢管件 多处焊 缝热影 响 区出现 穿透性 裂纹 , 通过 对失 效 管件进行 宏观检 查、 射 线检测 、 渗透 检测 、 硬度 测试 、 化学成 分分析 、 金相 组织观 察、 电镜 扫描 和 残余应 力分析 等检 测试验 , 确定所有 裂纹均 为沿 晶裂纹 , 呈树枝 状分 布并在 热影响 区及母 材 内扩
不锈钢生锈腐蚀断裂的原因
不锈钢生锈腐蚀断裂的原因
不锈钢生锈、腐蚀和断裂的原因可能有以下几个方面:
1. 化学腐蚀:不锈钢主要是由铁、铬、镍等合金元素组成,其中铬的含量较高。
铬会与氧气结合形成一层致密的氧化铬膜,起到防止钢材进一步腐蚀的作用。
然而,当遭受一些强酸、强碱等化学物质的侵蚀时,氧化铬膜可能会被破坏,导致不锈钢发生腐蚀。
2. 空气中存在的污染物:不锈钢在潮湿的环境中,易受到空气中的氧气、水分和含有硫、氯等污染物的侵蚀。
尤其是在工业污染较为严重的地区,不锈钢的腐蚀速度可能更快。
3. 电化学腐蚀:如果不锈钢表面存在微小的缺陷,例如划痕、裂纹等,这些缺陷可能导致不锈钢在电化学条件下发生腐蚀。
例如,在存在电解质溶液中,不锈钢可能会发生电化学腐蚀。
4. 力学因素:不锈钢的断裂可能与力学因素有关,如应力过大、外力冲击等。
当不锈钢受到超过其承载能力的应力时,可能会发生断裂。
为了避免不锈钢的生锈、腐蚀和断裂问题,我们可以采取以下措施:
1. 注意环境:尽量避免将不锈钢暴露在潮湿、有酸碱性或含有污染物的环境中。
2. 定期清洁:定期清洁不锈钢表面,确保其表面干净,并使用适当的清洁剂。
3. 防护涂层:在一些特殊环境下,可以考虑给不锈钢表面添加一层防护涂层,增加其抗腐蚀性能。
4. 注意使用条件:在使用不锈钢制品时,要注意避免过大的应力和外力冲击,以防止不锈钢发生断裂。
总之,不锈钢的生锈、腐蚀和断裂问题是一个综合因素的结果,需要注意环境因素、化学因素、力学因素等,以保证不锈钢的使用寿命和安全性。
各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了
各种焊接裂纹成因特点及防止措施,这条必须收藏了焊接裂纹就其本质来分,可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。
下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。
1.热裂纹是在焊接时高温下产生的,故称热裂纹,它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。
根据所焊金属的材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些Si骗Ti、Nb的低熔共晶组成物被重新熔化,在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。
这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。
特别是在冶金方面,尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的;在工艺方面,可以减小线能量,减小熔池熔合线的凹度。
(3)多边化裂纹是在形成多边化的过程中,由于高温时的塑性很低造成的。
这种裂纹并不常见,其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。
2.再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金(包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金,以及某些奥氏体不锈钢),他们焊后并未发现裂纹,而是在热处理过程中产生了裂纹。
再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶部位,其走向是沿熔钢度,以及施工的具体条件不同,可能出现各种形态的冷裂纹。
然而在生产上经常遇到的主要是延迟裂纹。
延迟裂纹有以下三种形式:(1)焊趾裂纹——这种裂纹起源于母材与焊缝交界处,并有明显应力集中部位。
裂纹的走向经常与焊道平行,一般由焊趾表面开始向母材的深处扩展。
(2)焊道下裂纹——这种裂纹经常发生在淬硬倾向较大、含氢量较高的焊接热影响区。
一般情况下裂纹走向与熔合线平行。
(3)根部裂纹——这种裂纹是延迟裂纹中比较常见的一种形态,主要发生在含氢量较高、预热温度不足的情况下。
这种裂纹与焊趾裂纹相似,起源于焊缝根部应力集中最大的部位。
根部裂纹可能出现在热影响区的粗晶段,也可能出现在焊缝金属中。
钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布,以及接头所承受的拘束生移动和聚集,当它们的浓度达到一定的临界值后,就会形成裂纹源。
不锈钢管件裂纹的产生原因分析及处理
结论 、 硬度 、 无损检测结果等均合格 。除化学成分、 机械性能、 热处理结果及无损检测报告符合 产品标
图 1 存在 裂纹缺 陷的管件
准的规定外 , 合金钢管件的金相分析结果还应符合 产品标准的规定 , 但在产品质量证 明书中未体现晶 间腐蚀 的检测结果 。
3 3 现场 施工 .
当, 容易导致局部腐蚀 , 而晶问腐蚀是不锈钢管局部
腐 蚀 中最危 险 的破 坏形 式之一 。 随后 厂 家给 出 了产 生裂 纹 的原 因 : 批管 件 在 该
热处理 过程 中 , 由于热处 理炉一 组 电炉 丝损 坏 , 致 导
[ ] 中华人 民共 和国化学 工业部 .工业 金属 管道 工程施 2
焊缝热影响区内, 呈周向贯穿性分布, 部分焊缝周围 有密布裂纹缺陷。部 分三通的裂纹累积长度超过 D 20 N 5 周长的 5 % , 0 并且均分布在焊缝 的底部 , 如
图 1所示 。
看 出: 学成分、 械性能均符合 产 品标准 A T 化 机 SM A 1/ 32 0 32 A 1M一 7的要求, 原材料检验报告 中化学 成分 、 机械性 能 、 观及 尺寸 等 试验 结果 均符 合 外 A T 3 2A 1M一 7规范要求 , S M A 1/ 32 0 判定合格。
检测结 论 为合格 。
3 3 2 施 工质 量控 制 ..
有腐蚀 介质存 在 的条件下 , 生 晶间腐 蚀 , 是导 致 发 这 贯穿性 周 向裂 纹产 生 的直 接原 因 。 同时还 存 在 一些 间 接原 因 : 管件 制 造商 质 量 该 保证体 系运转 不正 常 , 出厂检验 制度 执行不严 格 , 出 厂资料 编制不 规范 ; 施工 单位 、 监理单 位对进 入现 场
304不锈钢焊接管开裂原因分析
304不锈钢焊接管开裂原因分析摘要:304不锈钢管路在例行检查过程中发现多处裂纹,该管路最大运行压力约40MPa,内部介质温度为-40~60℃,外部为舱室,管路材质为0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢,型号规格为φ42mm×6mm,管线服役过程中存在压力及温度变化,裂纹分布于焊缝附近,通过无损检测、宏观观察、金相检测、扫描电镜断口观察及能谱分析等方法进行了研究分析。
结果表明:高压空气不锈钢管发生了刀状腐蚀开裂失效,属于晶间腐蚀的一种,裂纹位于焊缝熔合线处,焊接工艺不当导致熔合线区域抗晶间腐蚀能力下降以及外来腐蚀介质是导致晶间腐蚀产生的原因。
关键词:钢管开裂;应力腐蚀;补焊1外观检查和材料化学成分分析失效不锈钢焊接管的宏观形貌如图1所示。
表面多处发生开裂,开裂位置外表面已被打磨。
经观察,焊接管裂纹多位于焊接处附近,有环向开裂亦有轴向开裂,图1(d)裂纹呈“H”型横纵交错,且裂纹已裂穿焊接管壁厚方向,焊接处呈黄褐色锈蚀形态特征,附近观察到有焊接过程中飞溅的焊料滴落附近。
线切割切取几处开裂较严重位置,其外表面形态如图1(b)所示,对应各自内表面宏观形貌如图1(c)所示,裂纹均已裂穿,且钢管内表面裂纹附近有圆圈痕迹,呈历经高温灼烧的补焊形貌特征。
将图1(d)处裂纹打开,断口如图1(e)所示,表面呈银灰色,敲开过程中发生塑性变形,从各断口扩展流线判断,开裂起始于外表面,沿图中箭头所指方向扩展,源区略呈暗灰色。
利用超景深体式显微镜观察裂纹处钢管内壁形貌如图1(f)所示,图1(g)为酸洗处理后的内表面形貌。
从失效焊接管基体上取样分析材料的化学成分,结果如表1所示,符合GB/T20878—2007《不锈钢及耐热钢牌号及化学成分》中对06Cr19Ni10的化学成分规范要求。
图1不锈钢焊接管开裂宏观形貌2理化检验2.1无损检测参照标准NB/T47013.5—2015《承压设备无损检测第5部分渗透检测》对高压空气不锈钢管整体外表面除漆后进行渗透检测,结果在焊缝边缘发现1处裂纹,裂纹方向平行于焊缝,指示长度15mm。
焊接裂纹产生原因及防治
焊接裂纹产生原因及防治焊接裂纹是在焊接过程中或焊接完成后在焊缝或母材中产生的开裂缺陷。
焊接裂纹的产生原因多种多样,主要包括以下几个方面:1.焊接过程中的温度应力:焊接时,因为焊接区域发生了局部加热和冷却,导致焊接接头中的温度差异,从而造成了焊接区域的应力。
如果这种应力超过了焊接材料的强度极限,就会产生裂纹。
2.冶金因素:焊接过程中,由于温度升高,焊接材料和母材之间发生相互作用,形成了互溶区。
如果溶液比较富含低熔点的物质,就会导致物质从高温区流向低温区,从而增大了焊接接头的收缩量,引起裂纹。
3.废气、含氧量过高:当焊接环境中的氧气含量过高时,焊接时会发生氧化反应,在焊接接头中产生大量的氧化物,增大了焊接接头的收缩量,从而导致了裂纹的产生。
4.焊接过程中的振动:焊接过程中的振动会使焊接接头中的晶粒发生变化,从而影响了焊接材料的性能,使其发生了裂纹。
针对焊接裂纹的防治措施主要包括以下几个方面:1.提高焊接工艺:合理选择焊接工艺参数,如焊接电流、焊接电压和焊接速度等,以控制焊接过程中的温度和应力。
2.控制焊接过程中的温度升降速度:控制焊接过程中的升温速度和冷却速度,以避免焊接接头产生过大的应力。
3.控制焊接环境:减少焊接环境中的含氧量,避免产生氧化反应和氧化物。
4.优化焊接材料:合理选择焊接材料,根据焊接接头的要求选择合适的材料,以提高焊接接头的性能。
5.加强材料的前处理:在焊接前进行必要的预处理工作,如去污、除锈、磷化等,以提高焊接接头的质量。
综上所述,焊接裂纹的产生原因多种多样,需要综合考虑多个方面的因素来进行防治。
通过合理选择焊接工艺参数、控制焊接过程中的温度和应力、控制焊接环境、优化焊接材料以及加强材料的前处理等措施,可以有效预防和防治焊接裂纹的产生,提高焊接接头的质量。
不锈钢导管开裂原因分析
weld defects are mostly correlated with the high welding temperature and the improper lap joim design.
Key words:stainless steel pipe;cracking;braze welding;porosity;grain growing
Fig.3 Sidesteps on the fracture surface
图7焊角部位发附近区域的表面蟛貌 Fig,7 SurfacemorphologyoftheweldOOITierandthe
neighboring area
210
万方数据
《金属热处理》2007年第32卷(增TU)
1.2显微组织检查 垂直导管焊缝和裂纹取样进行金相检查。裂纹贯
其次,导管为高频感应钎焊,加热和冷却速度都
不容易控制,而HICuNi30-2—0.2钎料的熔化温度和 1Crl8Ni9Ti钢的晶粒长大温度很接近,对焊接温度的 要求又很严,所以焊接时应注意适当加快加热时间、 加快冷却速度,如仍无法避免品粒长大,可以改用熔 点相对较低的HICu.2a焊料进行钎焊。
4结论
图2焊缝裂纹断口宏观形貌 Fig.2 Macrograph ofthe crack surface 观察焊缝焊角及其邻近区域,焊角表面的枝晶 露头较其它部位明显,见图7。
幽6导管基体中的疲劳条带 Fig.6 Fatigue striation in the steel base material
图3焊缝裂纹断口表面台阶
不锈钢导管开裂原因分析
姜涛,李运菊,赵旭 (北京航空材料研究院中国航空工业失效分析中心,北京 100095) 摘要:某型不锈钢导管通过高频感应加热钎焊与套管相连,在充油疲劳试验中发生多起早期开裂漏油故障。对 导管裂纹、裂纹断I:l、显微组织进行了观察,对显微硬度进行了测定。研究结果表明,开裂从钎焊焊角附近的 外表面起始,向导管基体延伸并在导管基体中发生高周疲劳扩展。钎焊焊缝的枝品间显微疏松导致的应力集中 与微裂纹效应阻及近焊缝区母材晶粒长大是导管早期疲劳开裂的主要原因。焊接缺陷的产生主要与焊接温度过 高、搭接接头设计不合理有关。 关键词:不锈钢导管;开裂;钎焊;疏松:晶粒长大
关于不锈钢焊缝开裂质量报告整改方案
关于不锈钢焊缝开裂质量报告整改方案一、引言不锈钢焊缝开裂是焊接过程中常见的质量问题之一,其可能导致焊接件的强度和密封性下降,进而影响整体工程质量。
本文针对不锈钢焊缝开裂质量问题,提出了一套整改方案,旨在解决该问题并提升焊接质量。
二、问题分析不锈钢焊缝开裂主要有以下几个原因:1. 焊接参数不合理:焊接过程中,焊接电流、电压、焊接速度等参数的不合理选择可能导致焊缝过热或过冷,从而引发开裂问题。
2. 焊接材料质量问题:不锈钢焊接材料的质量差异会对焊缝的开裂倾向产生影响,如硫含量过高、杂质过多等。
3. 焊接工艺不当:焊接工艺中的预热、间隙控制、焊接顺序等环节若处理不当,也可能导致焊缝开裂。
4. 焊接环境不良:焊接环境中存在的氧气、水分等会对焊接质量产生不良影响,如生成气孔、氧化等,从而增加焊缝开裂的风险。
三、整改方案为解决不锈钢焊缝开裂质量问题,我们提出以下整改方案:1. 优化焊接参数:根据不同焊接材料和工件厚度,合理选择焊接电流、电压和焊接速度,确保焊接过程中的热输入均匀分布,避免焊缝过热或过冷。
2. 选择高质量的焊接材料:选用低硫、低杂质的不锈钢焊接材料,确保焊缝的质量稳定性和可靠性。
3. 优化焊接工艺:合理控制焊接预热温度和间隙,采用适当的焊接顺序,确保焊接过程中的温度梯度适中,避免焊缝开裂的风险。
4. 提升焊接环境:优化焊接环境,减少氧气和水分的存在,采取防护措施,避免氧化和气孔等不良现象的发生。
四、实施步骤1. 设立焊接参数优化小组:由焊接工程师、质量工程师和工艺工程师组成,共同制定焊接参数优化方案。
2. 选用高质量焊接材料:与供应商保持密切合作,选择低硫、低杂质的不锈钢焊接材料,并进行质量监控。
3. 优化焊接工艺:根据焊接材料和工件的特性,制定焊接工艺文件,明确焊接顺序、预热温度和间隙要求,并进行工艺验证。
4. 完善焊接环境:改善焊接工作区域的通风设施,减少氧气和水分的存在,防止不良环境对焊接质量的影响。
换热器用不锈钢管焊后管口裂纹失效分析
2.7晶间腐蚀
按照GB/T 4334-2008((金属和合金的腐蚀 不 锈钢的晶间腐蚀试验方法》要求,进行晶间腐蚀试 验,样件外表面无晶间腐蚀倾向。钢管的晶间腐蚀
图9压扁试验后形貌
2.6 扩口试验
按照《金属管扩口试验方法》GB/T 242-2007标 准要求,在样件钢管的端部进行试验。经扩口后,钢 管内扩口处没有可见裂纹,符合GB 13296-2013标 准要求,如图10所示。
样件
!(C) "0. 08 0. 035
!(Si) "1.00 0. 335
!(Mn) "2.00 0. 714
!(P) "0.035
0.034
!(S) "0.030
0.007
图6远焊缝母管面扫描谱图Βιβλιοθήκη !(Ni) 8.00-11.0
8.069
w(Cr) 18.00-20 00
18.478
!(Cu) /
题「A2'。研究表明,导致换热器管失效的原因是管
口入口冲蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐 蚀、晶间腐蚀、焊接热裂纹等。本研究以某企业生产 的牌号为S30408,规格为(25 mm X 2 mm X 3012 mm不锈钢换热管束与管板焊接产生的裂纹为研究 对象,采用力学、理化检验并结合现场作业情况对其 产生原因进行分析,旨在为换热器施工和安全运行 提供技术参考。
第47卷第6期 2019年12月
现代冶金
Modern Metallurgy
Vol. 47 No. 6 Dec. 2019
换热器用不锈钢管焊后管口裂纹失效分析
高 虹,徐 奇,高江君,沈卫强,陆训伟,姜云山,翟丽丽
(江苏武进不锈股份有限公司国家企业技术中心,江苏常州213111)
金属氧化层的断裂原因
金属氧化层的断裂原因
1.金属表面的杂质:金属表面存在杂质,如氧化物、硫化物等,会使金属表面形成微小的裂纹和孔洞,这些微小缺陷成为氧化层断裂的起点。
2. 化学反应:金属表面的化学反应也是氧化层断裂的一个重要原因。
例如,金属的氧化反应会使氧化层产生膨胀和收缩的变化,从而引起氧化层的断裂。
3. 机械应力:机械应力是氧化层断裂的主要原因之一。
例如,当金属表面发生变形或受到撞击时,氧化层的内部结构也会受到影响,从而产生裂纹或断裂。
4. 温度变化:温度变化也是氧化层断裂的原因之一。
例如,在高温条件下,金属表面会发生热膨胀和收缩,从而引起氧化层的断裂。
综上所述,氧化层的断裂原因有很多,包括金属表面的杂质、化学反应、机械应力和温度变化等。
了解这些原因有助于我们制定更好的防护措施,减少金属氧化层的断裂和腐蚀。
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工作 压力 7 5M a 工 作温 度 2 0o 介质 为脱 . P , 7 C,
硫气 体 ; 料 Y S7 管 道规 格 +18m 25 1 材 U 10, 6 m x1./ 1
m m 。
1 2 介 质主 要成份 .
气 相 : 0 5 8 ) :( 3 % ) O :( .0 % ,N 8 .2 ,C : ( .3 ) N x 0 0 1 ) N ( . 6 / ; 相 : 6 4 % , O ( . 0 % , H3 1 6 g m ) 液
sr s o rso nd c d by s l urt te s c ro in i u e uph e . K e w o ds sa ne sse lg s p p y r ti ls te a i e,c u e o r c a s fc a k,s l hu e n c d sr s OT SO u p r tidu e te sC IO in
道 取样 测试 其化 学成 份和 力学性 能 。
3 1 化 学成 份分 析 .
对 母材 进行 成份 分析 , 验结 果 见 表 1 表 明使 化 , 用材料 无误 , 且符 合标 准要 求 。
图 2 管道内壁与焊缝垂直 、 平行 的裂 纹宏 观 形 貌
2 2 金相 检 验 .
对 管 道 开裂 部 分 取样 制 备金 相试 样 , 母 材 和 对
毛华群
( 上海 宝钢 工业 检 测 公 司 , 海 上 2 10 ) 0 9 0
摘
要 :对某希 罗氧化反 应塔不锈 钢 气相 管开裂部位现 场取样 , 通过化 学成份 、 力学性能 、 金相 、 口分析等检验检 断
测手段进行综合分析 , 结果表 明裂纹成 因是硫化物 引起 的应力腐蚀 开裂。 关键词 :不锈钢 气相管 ; 裂纹成因; 硫化物 ; 应力腐蚀
中图分类号 :Q 5 . T 00 9 文献标识码 : B 文章编号 :10 —2 1 2 0 ) 3 0 7 3 0 938 ( 07 0 - 5 - 0 0
Ca e Anay i fCr c e td i G a le a n e sS e lPi n us lss o a k Cr a e n sFild St i ls t e pe i
Ox g n t n Re c in Cou y e a i a to l mn o
M a u qun oH a
( h n h i a t ln uta set nC . Sa g a 2 1 0 ) S ag a oSe ds i I pc o o ,h nh i 0 90 B eI rln i
Ab ta t W i h a l b a n d fo t e ca k i t il s te a i e i x g n t n c l mn,t ec mp e e sv n lss n sr c t t e s mp e o ti e r m r c n san e s s lg s p p n o y e ai ou h h e o h o r h n ie a ay i ,i — cu i g me al r ia n y i n r cu e s cin a a y i ,wee c r e u . T e rs l h s s o e h tt e c u e o h r c s l dn t u gc l a ssa d fa t r e t n l ss l al o r a r d o t h e u t a h w d t a h a s ft e ca k wa i
11 K 2 1气相 管 运行 工况 . 20
1 概 况
20 05年 5月 , 厂希 罗 装 置 氧 化 反应 塔 K 2 1 某 20 与换 热器 E 2 1 备相连 接 的不 锈 钢 气相 管 ( 20 设 出气
管 ) 处 焊 缝 部 位 出现 介 质 严 重 泄 漏 现 象 ( 1 。 一 图 )
该 管 道 自 18 95年投产 使 用至今 , 过对 管道 系 统检 通 验检 测后 发现 其它 焊缝 部位 也有 多处 裂纹 存在 。为 了给 用户 安全 生产 提 供 可 靠 的技 术 支撑 , 行 了研 进
究分 析 , 清 裂纹 成 因 。 查
N 4( 10 / ) F 4 7mgL) 介 质 P 值 为 H+ 79 mg1 , 一( . 6 / , H 95 ( .4 碱性 )。
焊缝 进行 了金 相检 验 ( 图 3 , 如 ) 检验 发 现 :
2 裂纹形貌检查
2 1 着 色渗 透检 测 .
对 管 道开 裂 部 分进 行 了着 色 渗透 检 i , 现管 贝 发 0 道 内壁 有大量 的裂纹 存在 , 既有 平行 于焊缝 的裂纹 ,
也 有垂 直 于焊缝 的裂 纹 , 图 2所 示裂纹 宏 观形貌 。 见
收 稿 日期 :0 60 —8 来自 0 -4 1 作者简介 : 毛华群( 9 1 ) 女 , 16 一 , 特种设备高级检验师, 高级工程师 。
图 1 不锈钢气相 管焊缝泄漏部位 ( 白箭头指 向 )
一
直从事压力容器压力管道检验技术工作 。
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化
工
设
备
与
管
道
第4 4卷第 3期
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第4 4卷第 3 期
20 0 7年 6月
化 工 设 备 与 管 道 P O E SE U P N R C S Q IME T& PPN II G
V0 . 4 No 3 14 .
Jn 20 u .0 7
氧化 反 应 塔 不 锈 钢 气 相 管 裂 纹成 因分 析