304不锈钢法兰焊接裂纹分析及返修
不锈钢封头开裂分析及对策
不锈钢封头开裂分析及对策支泽林 王富岐 陕西省锅炉压力容器检验所某封头厂受压力容器制造厂委托，压制了8张材料牌号为304奥氏体不锈钢椭圆型封头。
经检查，钢板规格为6000×1500×10mm和6400×1800×10mm,坯料直径、外观质量，均满足成型要求。
封头厂采用两次冷拉伸成型工艺，在2010年2月7日前压制完毕并进行了切边，同时对成型后的封头进行了外观、形状、几何尺寸等检查，未见异常，遂被制造厂运走。
在2010年2月12日后，发现封头在直边和圆弧部位沿垂直于封头端面方向上均出现了开裂，长度约30～200mm，裂缝都为穿透性开裂，其中有一个封头出现了20多处。
304奥氏体不锈钢压制封头较普遍，但开裂情况较罕见。
为此，本文针对304奥氏体不锈钢封头失效情况进行分析，找出开裂产生的原因和失效机理，提出解决对策。
1 检查与试验取封头直边和圆弧部位沿开裂处，进行光谱分析、力学性能、弯曲性能和金相分析。
1.1 封头开裂的宏观形貌封头的材料为304，规格为φ1500×8m m 和φ1400×8mm，封头开裂的宏观形貌如图1所示。
图1 封头开裂的宏观形貌1.2 封头材料化学成分对封头开裂和未开裂部位进行光谱分析，其化学成分满足GB24511－95的标准要求。
1.3 金相分析封头开裂部位和未开裂部位金相组织如图2所示，可以看出，两个部位的金相组织均为奥氏体和形变马氏体，晶粒度6～7级，清晰可见。
压制前金相组织应该是奥氏体(含孪晶)+碳化物+少量铁素体。
（a）未开裂处封头组织（b）开裂处封头组织图2 封头的金相显微组织1.4 力学性能分析力学性能试验结果见表1。
表1 力学性能根据GB/T4237-2007，R m ≥520、R p0.2≥206、A ≥40％、力学性能符合标准。
2 结果讨论2.1 材料分析经原厂家提供的《产品质量证明书》表明交货状态为：固溶、酸洗、热轧。
304不锈钢焊接热裂的原因及解决方法
一、304不锈钢就是奥氏体不锈钢,相当于1Cr19Ni9、SUS304不锈钢就是0Gr18Ni9的材质,产生热裂纹的可能性比较大,奥氏体不锈钢有一个特点:她在900多度以上时就是奥氏体,900多度以下至600多度时就是马氏体,温度继续下降,就又转变为奥氏体。
焊接时接口开裂就就是在马氏体阶段开裂的。
解决的方法:减小一下焊接时的热输入量,加大焊后水冷却的工艺,使其在马氏体阶段的时间缩短,避免焊件在敏感的温度区间停留,接口就不会裂了。
二、不锈钢的焊接1、奥氏体不锈钢的焊接不锈钢就是不锈钢与耐酸钢的总称,钢中所加合金元素在10%(质量分数)以上,属于高合金钢。
它包括奥氏体型、马氏体型、铁素体型、奥氏体－马氏体型与沉淀硬化型五类。
焊接奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、0 0Cr18Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti 等)主要问题就是热裂纹――焊接过程中,焊缝与热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀――沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。
与应力腐蚀开裂――金属材料(包括焊接接头)在一定温度下受腐蚀介质与拉应力的共同作用而产生的裂纹。
此外,因导热性差,线膨胀系数大,焊接变形也大。
1)热裂纹与结构钢相比,它的热裂纹倾向较大,在焊缝及热影响区均可能出现热裂纹。
最常见的就是焊缝结晶裂纹－－在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹,时在热影响区与多层焊层间还会出现液化裂纹。
含镍量越高,产生热烈倾向越大,而且越不容易控制。
;防止措施:a、严格限制硫、磷等杂质的含量。
b、调整焊缝金属组织,以奥氏体为主的γ＋δ双相组织具有良好抗裂性。
c、调整焊缝金属合金成分,在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。
d、采用小线能量及小截面焊道2)接头脆化奥氏体钢焊接接头的低温脆化与高温脆化就是值得注意的问题防止措施:a、严格控制焊缝中铁素体含量(体积分数)2～7%,因为4 75℃脆化与δ相脆化易出现在铁素体中。
焊接裂纹的分析与处理
焊接裂纹的分析与处理我们在厂修车体、车架、转向架构架时经常会遇到焊缝或母材的裂纹。
我们已经讲过裂纹的判断，判断出裂纹以后就需要对裂纹进行处理。
如果我们在处理之前对裂纹没有一个准确的分析，就不可能制定出最佳的处理方案。
因此必须要对裂纹进行认真的分折。
根据焊接生产中采用的钢材和结构类型不同，可能遇到各种裂纹，裂纹多产生在焊缝上，如焊缝上的纵向裂，焊缝上的横向裂。
也可以产生在焊缝两侧的热影响区，焊缝热影响区的纵向裂，焊接影响的横向裂纹，焊接热影响区的焊缝贯穿裂纹，有时产生在金属表面，有时产生在金属内部，如焊缝根部裂、焊趾裂，有的裂纹用肉眼可以看到，有的则必须借助显微镜才能发现，有的裂纹焊后立即出现，有的则是放置或运行一段时间之后才出现。
1.焊缝裂纹的分类根据裂纹的本质和特征，可分为五种类型：即热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂及应力腐蚀裂纹。
1.1热裂纹热裂纹是在高温情况下产生的，而且是沿奥氏体晶界开裂，就目前的理解，把裂纹又分为结晶裂纹、液化裂纹、多边化裂纹三类。
（1）结晶裂纹—结晶裂纹的形成期，是在焊缝结晶过程中且温度处在固相线附近的高温阶段，即处于焊缝金属的凝固末期固液共存阶段，由于凝固金属收缩时残存液相不足，致使沿晶开裂，故称结晶裂纹，由于这种裂纹是在焊缝金属凝固过程中产生的，所以也称为凝固裂纹。
结晶裂纹的特征：存在的部位主要在焊缝上，也有少量的在热影响区，最常见的是沿焊缝中心长度方向上开裂，即纵向裂，断口有较明显的氧化色，表面无光泽，也是结晶裂纹在高温下形成的一个特征。
（2）液化裂纹—焊接过程中，在焊接热循环峰值温度作用下，在多层焊缝的层间金属以及母材近缝区金属中，由于晶间层金属被重新熔化，在一定的收缩应力的作用下，沿奥氏体晶界产生的开裂，称为“液化裂纹”也称“热撕裂”。
液化裂的特征：①易产生在母材近缝区中紧靠熔合线的地方（部分溶化区），或多层焊缝的层间金属中。
②裂纹的走向，在母材近缝区中，裂纹沿过热奥氏体晶间发展；在多层焊缝金属中，裂纹沿原始柱状晶界发展，裂纹的扩展方向，视应力的最大方向而定，可以是横向或纵向；并在多层焊焊缝金属中，液化裂纹可以贯穿层间；在近缝区中的液化裂纹可以穿越熔合线进入焊缝金属中。
304不锈钢法兰焊接裂纹分析及处理工艺
304不锈钢法兰焊接裂纹分析及处理工艺在我们发电企业设备管道连接经常用到不锈钢管道和法兰，在有的水系统或酸碱管道经常用不锈钢替代碳钢，在焊接过程中，经常碰到焊接接头或法兰经常出现裂纹开裂现象，因此对于其裂纹和焊接的工作进行分析探讨是现阶段研究工作中的一项重要内容。
本篇文章将对于不锈钢裂纹的相关问题展开讨论，分析其产生的真实原因，并对于具体的处理工艺提供一些合理的建议。
标签：304不锈钢；焊缝；裂纹；晶间腐蚀0 引言一般而言，304不锈钢具有十分优秀的可塑性以及耐蚀性，但是自身屈服强度相对比较差。
由于内部碳的含量十分稀少，因此有着比较好的焊接性，适合安装工件的制造。
然而，其自身熱系数相对较小，因此有着比较高的电阻率。
实际焊接的工作中必须严格遵守相关规定，以防烧损的问题出现。
1 问题简述本次实验选取了内冷水管道，其连接方式为法兰连接的形式。
内冷水管以及法兰的内部材料全部都是304不锈钢，且具体焊缝的位置设置了K形的坡口。
在进行检修时，发现内冷水管的内部的焊缝有一条明显的裂纹。
对其打磨之后，发现内部有大量焊渣残留。
具体没有完成焊接的部分大概有16毫米，内冷水管焊接的深度约为12毫米，而尾水管外部焊接的部分为16毫米。
在发现问题之后，机组人员扩大了检查的范围，隔离内冷水系统，对内部的焊缝进行检测，发现其裂纹与之前的裂纹十分相似，具有一定的共性。
同时，最明显法兰本身也有十分明显的裂纹存在[1]。
初步选择的处理方式是将法兰进行更换，对所有焊缝进行打磨，并重新焊接。
具体焊接的方法为氩弧焊，为了确保检修的进度不会出现拖延，因此对于层间的温度没有进行控制。
在完成焊接的工作之后，发现法兰本体的裂纹逐渐加大[2]。
2 原因分析（1）焊缝裂纹分析。
利用光谱检验的方式对于法兰和尾水管进行检查，发现其内部的化学成分与304不锈钢完全不一样。
焊缝裂纹的产生主要原因是在实际焊接的过程中存在没有完全焊透的情况，而且层道之间的焊渣也没有进行清理。
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。
不锈钢带颈对焊法兰 颈端裂纹
带颈对焊法兰颈部裂纹分析带颈对焊法兰为常用的法兰类型之一，除带颈对焊法兰外，常用的法兰类型还有带颈平焊法兰、整体法兰、承插焊法兰、螺纹法兰、对焊环松套法兰及长高颈法兰等。
带颈对焊法兰的法兰类型代号为WN，根据密封面的不同，又分为凸面（RF）、槽面（TG）、凹面（MFM）以及全平面（FF）等密封面形式。
根据公称压力的不同，又分为PN20、PN50、PN110、PN150、PN260及PN420等法兰形式。
不同的法兰类型或密封面要求，所对应的化工法兰的尺寸要求也是不一样的。
在实际生产过程中，带颈对焊法兰常会出现颈部裂纹的现象，针对此现象本文进行了探讨与分析。
带颈对焊法兰颈部产生裂纹，首先需要对裂纹产生的时间进行明确界定，该裂纹产生于焊接前还是焊接后、产生于车加工前还是车加工后还是产生于水压试验前或者是水压试验后，亦或者产生于焊后热处理前还是焊后热处理后，裂纹产生时间的界定对颈部裂纹的产生机理具有非常重要的作用。
根据裂纹产生时间的界定，本文对各时间段所产生裂纹的机理进行分别分析，具体如下所述：1、带颈对焊法兰颈部裂纹产生于车加工前（颈部预留车加工位置产生裂纹）如在车加工前该法兰颈部便产生了裂纹，则该裂纹的产生可以肯定为原材料缺陷，原材料缺陷又分为两种，一为原材料本身的缺陷，原材料在锻造时内部便已产生的缺陷，或为锻造缺陷，或未杂质元素超标；二为原材料热处理后产生的缺陷，该缺陷一般为原材料热处理后所产生的塑韧性下降后而产生的缺陷，一般该缺陷处的金相组织为硬而脆的马氏体，多数情况在热处理后便会出现裂纹。
针对这一类裂纹，无论是原材料内部的缺陷还是金相组织的不合格，该原材料均无法再作为法兰原材料继续车加工后使用，需予以报废处理。
2、带颈对焊法兰颈部裂纹产生于车加工时当车加工时发现在颈部位置出现了裂纹，此时除上述第1点中所述原因外，还可能是因为车加工时切削量过大，冷却液使用不合理造成颈部位置产生裂纹，这时候便需要对裂纹的产生机理进行分辨，以确认该裂纹是否由车加工工艺不恰当而导致的。
304不锈钢焊接热裂的原因及解决方法
一、304不锈钢是奥氏体不锈钢，相当于1Cr19Ni9.SUS304不锈钢是0Gr18Ni9的材质，产生热裂纹的可能性比较大，奥氏体不锈钢有一个特点：他在900多度以上时是奥氏体，900多度以下至600多度时是马氏体，温度继续下降，就又转变为奥氏体。
焊接时接口开裂就是在马氏体阶段开裂的。
解决的方法：减小一下焊接时的热输入量，加大焊后水冷却的工艺，使其在马氏体阶段的时间缩短，避免焊件在敏感的温度区间停留，接口就不会裂了。
二、不锈钢的焊接1、奥氏体不锈钢的焊接不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称，钢中所加合金元素在10%（质量分数）以上，属于高合金钢。
它包括奥氏体型、马氏体型、铁素体型、奥氏体－马氏体型和沉淀硬化型五类。
焊接奥氏体不锈钢（0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、00Cr18 Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti等）主要问题是热裂纹――焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀――沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。
和应力腐蚀开裂――金属材料（包括焊接接头）在一定温度下受腐蚀介质和拉应力的共同作用而产生的裂纹。
此外，因导热性差，线膨胀系数大，焊接变形也大。
1)热裂纹与结构钢相比，它的热裂纹倾向较大，在焊缝及热影响区均可能出现热裂纹。
最常见的是焊缝结晶裂纹－－在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹，时在热影响区和多层焊层间还会出现液化裂纹。
含镍量越高，产生热烈倾向越大，而且越不容易控制。
;防止措施：a.严格限制硫、磷等杂质的含量。
b.调整焊缝金属组织，以奥氏体为主的γ＋δ双相组织具有良好抗裂性。
c.调整焊缝金属合金成分，在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。
d.采用小线能量及小截面焊道2)接头脆化奥氏体钢焊接接头的低温脆化和高温脆化是值得注意的问题防止措施：a.严格控制焊缝中铁素体含量（体积分数）2～7%，因为475℃脆化和δ相脆化易出现在铁素体中。
304不锈钢板焊接裂纹产生的原因
304不锈钢板焊接裂纹产生的原因
304不锈钢板焊接裂纹产生的原因有以下几个：
1.固溶态时的组织和冷作应力：304不锈钢板焊接过程中，高温下的固溶态会使晶界处形成内在弥散的碳化物，这会导致结晶间腐蚀敏感性增加。
冷作应力会形成微观应力集中点，从而易于形成裂纹。
2.焊接过程中的热应力：焊接过程中，焊缝和热影响区的温度会迅速上升和降低，产生热应力。
这些热应力可能超过了304不锈钢板的抗拉强度和延性，导致裂纹的产生。
3.焊接过程中的残余应力：冷却过程中，焊接接头会产生残余应力，这些应力可能超过了304不锈钢板的强度和抗拉性能，从而导致裂纹产生。
4.杂质和缺陷：304不锈钢板中的杂质和缺陷会增加焊接过程中的局部应力，从而导致裂纹的产生。
5.无机和有机污染物：焊接区域附近的无机和有机污染物可能会对304不锈钢板产生腐蚀作用，破坏其表面保护膜，进一步导致局部腐蚀和裂纹的产生。
总之，焊接过程中的热应力、残余应力、杂质和缺陷以及外界污染物等因素，都可能导致304不锈钢板的焊接裂纹产生。
因此，焊接过程中应采取适当的措施和工艺参数，以减少这些因素对304不锈钢板焊接裂纹的影响。
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。
不锈钢复合材料焊接缺陷分析及返修过程控制
不锈钢复合材料焊接缺陷分析及返修过程控制摘要：不锈钢是一类重要的工程材料，它由铁素体和奥氏体组成，通常这两相在组织中所占的比例相等。
本文主要对不锈钢复合材料焊接缺陷分析及返修过程控制进行论述。
关键词：不锈钢；复合材料；焊接缺陷；返修引言不锈钢复合材料其具备基层碳钢或低合金钢及复层不锈钢两者的优点。
但不锈钢复合材料基层和复层之间经过爆炸、轧制等方法合成一体，两者之间的物理性能和化学性能，包括组织成分中都存在很大的差异，这对焊接来说是非常困难的。
焊接过程中的焊接方法、工艺选择、操作不当都会使焊缝出现不同种类的焊接缺陷，严重时更会出现裂纹等缺陷，造成焊缝大量返修或多次返修的局面，直接影响产品质量。
1不锈钢复合材料的焊接缺陷分析1）焊接方法选择不当，导致焊接过程中焊接参数过大、热输入过高，引起焊接过程中焊缝稀释率过大，在焊缝中形成过硬的马氏体组织而引起裂纹。
（2）过渡层的焊接材料选用不当，没有选用铬镍含量高的不锈钢焊条，使之受到基层的稀释，产生马氏体淬硬组织引起裂纹。
（3）焊工在焊接基层时，在临近焊满基层时，对基层与复层界面没有分清，将基层焊材焊接到复层不锈钢材质上，造成产生马氏体淬硬组织引起裂纹。
（4）焊工在焊接过程中，没有遵循焊接工艺，选择过大的焊接参数、过慢的运行速度和增加停留时间等，都会造成过大的焊接热输入，从而增加产生裂纹的倾向。
2不锈钢复合材料焊接缺陷返修过程控制2.1NBG焊接NBG焊接指不锈钢管道背部免充氩气，通过STT焊接来防止根部氧化并实现良好保护焊缝成形的工艺。
STT是实现NBG焊接的重要途径，STT即表面张力过渡，是一种焊接熔敷金属过渡机理，它通过检测电弧电压，根据熔滴不同的过渡过程，适时调节焊接电流大小，从而达到电弧所需的热量。
焊工应当首先做好管口组对自检，若发现不合格的地方及时联系协调返修。
在焊接中注意做好防风和挡雨措施，根据现场所提供的焊接工艺参数进行施焊。
对于车间NBG焊口，若焊工遇到焊接位置受限，可以起吊翻转管体；对于模块现场NBG固定焊口，如焊工遇到焊接空间受限，可以采用合适的脚手架进行辅助。
不锈钢法兰开裂问题分析
不锈钢法兰开裂问题分析朱结成【摘要】法兰开裂失效不仅导致机械设备不能正常运行,还将危及工业生产和生命财产的安全,因而分析法兰开裂的原因具有重要的意义.某工程项目在建设过程中出现了法兰批次开裂失效.经排查,此批失效法兰属于相同规格,却不同炉批号.通过采用化学成份分析、表面探伤、断口观察、铁素体检测、金相分析和晶间腐蚀试验等多种方法进行排查和分析,可以得出:法兰开裂失效的主要原因是由制造过程中模具的选择和制造工艺不当造成的,并提出了相应的防范措施.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2017(043)002【总页数】5页(P54-57,70)【关键词】开裂失效;金相;铁素体;奥氏体【作者】朱结成【作者单位】中国石化宁波工程公司,浙江宁波315103【正文语种】中文美国杜邦公司的一份调研报告显示，超过55.2%的不锈钢失效是由腐蚀引起的，而局部腐蚀占了腐蚀失效的一半以上，这包括点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等[1]。
事实上，许多失效事故是可以通过合理选择材料和加工工艺来避免的。
合金元素（特别是钼或硅元素）含量高的奥氏体不锈钢锻造工艺较为复杂，因其热导率低，膨胀系数大，加工硬化效应明显，锻造时形变阻力很大，锻造加热时需缓慢进行。
若对法兰的锻造比及终锻温度不能进行有效控制，将会产生内应力大和铁素体含量增加等问题，从而产生裂纹等缺陷[2]。
本文描述的缺陷是由制造过程中遗留下来的非多发性缺陷，往往带有更多的偶然性。
某石化厂在建设过程中新采购一批法兰，在焊接施工过程中，焊工发现有一个法兰内侧有裂纹，焊道打磨后也发现了裂纹，经渗透检测，部分为贯穿性裂纹，检查质保文件，其炉批号和现场实物一致。
根据此炉批号进行排查，发现同一炉批号共计46件，规格为DN150、300LB、CLASS A级，设计材质为022Cr19Ni10，属于奥氏体不锈钢。
本批次法兰的缺陷全部出现在法兰端部附近，且部分法兰已经焊接安装完成。
因法兰开裂失效危害很大，为此对其开裂失效的原因进行分析。
不锈钢法兰开裂问题分析
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法兰焊缝裂纹产生原因和整改方案
法兰焊缝裂纹产生原因和整改方案张立朋【摘要】该文根据作者在必维国际检验集团(BUREAU VERITAS)工业与设施事业部的工作经验，以实际的水泥磨检验中的齿圈法兰焊接为例，通过分析这些缺陷形成的原因，参照美国焊接标准(AWS)等诸多标准中的焊接要求，经过不断的工艺改进，设备加工过程中的缺陷得到了有效的控制，保证了设备的质量。
%This dissertation is based on the writer's experience in Bureau Veritas industry and facilities division,and takes the gear flange welding inspected during examination as an example,analyzes the cause of those flaws,refering to welding requirements specified in standards like AWS and tries to effectively control the flaws during machining by continuous process improvement,to ensure the quality of equipment.【期刊名称】《建材世界》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P73-75)【关键词】法兰焊接;缺陷;工艺改进【作者】张立朋【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200240; 必维国际检验集团，上海 200011【正文语种】中文在大型设备的制造中,法兰连接是一种最常见的连接形式。
由于在设备的运转过程中,法兰将承受较大的扭矩,因此对法兰与筒体的焊接也就提出了很高的要求。
在法兰与筒体的焊接过程中,焊缝中经常会产生裂纹等缺陷[1]。
水泥磨机的齿圈法兰,在金工车加工完毕以后,进行最后验收检验时发现在齿圈法兰焊缝处存在垂直于焊道的微小裂纹,且数量较多。
小技巧法兰焊接后出现裂纹的原因及解决办法
小技巧法兰焊接后出现裂纹的原因及解决办法
01法兰焊接后出现裂纹的原因
在生产容器设备时，不锈钢法兰和筒体焊接时法兰颈部会出现了裂纹，并不是在焊缝地方，是怎么回事？为什么会出现这样的情况？首先，我们先分析下会出现热裂纹的原因。
热裂纹是在焊缝冷却过程中，在高温阶段产生的裂纹，主要发生在焊缝金属内，少量在近缝区。
可以分为结晶（凝固）裂纹、液化裂纹和多边化裂纹。
结晶裂纹是最常见的一种，主要出现在含杂质元素较多的碳钢的焊缝中（S、P、Si 和C）、单相奥氏体不锈钢、铝及其合金等焊接结构中。
主要影响因素是焊接拉应力、低熔点共晶（焊缝金属的化学成分）、焊接接头过热（工艺）的程度。
02焊接中避免出现热裂纹的措施
从照片上的情况看，304 不锈钢材质塑性强，如果是锻打法兰，焊接工艺要求相对宽松，一般不会造成裂纹的。
如果是铸件，就会容易出现这样的情形。
那么，在实际操作中，我们如何避免工件出现裂纹现象呢？减小热裂纹倾向的措施有：
1）降低材料中S、P 等杂质元素的含量。
2）适当提高Mn/S 比，可以置换Fe-FeS 低熔点共晶物的Fe，形成熔点1620Co 的MnS，从而提高焊缝的抗裂性能。
WC=0.10~0.12%，WMn=2.5%以前有作用
WC=0.13~0.20%，WMn=1.8%以下有作用
WC=0.21~0.23%，WMn 有益影响范围更窄。
3）采用适当焊接方法和工艺，控制线能量输入，减少焊缝过热。
4）在焊接材料中加入Ti、Mo、Nb 或稀土元素，抑制柱状晶粒发展，细化晶粒，明显改善性能。
液氨储存罐304不锈钢法兰连接螺栓断裂失效分析
液氨储存罐304不锈钢法兰连接螺栓断裂失效分析史宝良;李岩;张腾飞;江克洪;欧阳薇【摘要】The 304 stainless steel flange connecting bolts of the pneumatic valve of the gas ammonia outlet above the liquid ammonia storage tank in a power plant fractured during service,the fracture failure reasons of the 304 stainless steel bolts were analyzed through the aspects of microstructure,fracture,hardness and tensile property by using metallographic microscope,scanning electron microscope,micro-hardness tester,tensile testing machine, etc.The results show that the failure mode of the bolts was stress corrosion cracking.The unqualified chemical compositions (high carbon content and low chromium content)of the bolts resulted in the decrease of corrosion resistance of the alloy and the increase of the tendency of intergranular stress corrosion.Because the bolts were exposed to the marine atmosphere near the coast which exhibited a higher concentration of Cl-,the surface of the bolts were easy to be corroded during the long time exposure,and the cracks rapidly expanded along the grain boundaries under the combined effect of the pre-tightening force,the tensile stress produced during the service of the pneumatic valve of the gas ammonia outlet and the Cl- until the occurrence of fracture.In addition,there were many casting defects in the bolts,which could significantly reduce the mechanical properties of the alloy and make the bolts fracture prematurely in the case of corrosion.%某火电厂液氨储存罐上方气氨出口气动阀上的304不锈钢法兰连接螺栓在服役过程中发生断裂,采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、拉伸试验机等设备,从显微组织、断口、硬度、拉伸性能等方面分析了该304不锈钢螺栓断裂失效的原因.结果表明:螺栓失效模式为应力腐蚀开裂;螺栓材料成分不合格(高碳、低铬),导致合金的耐蚀性能大幅降低,晶间应力腐蚀倾向增加;螺栓服役环境为紧邻海岸的海洋大气,空气中氯离子含量较高,螺栓在服役过程中表面易于发生腐蚀,在预紧力、气氨出口气动阀工作过程中产生的拉应力和氯离子的共同作用下裂纹快速沿晶扩展,直至断裂失效;此外,螺栓内部存在较多铸造缺陷,会显著降低合金的力学性能,在发生腐蚀破坏的情况下,使螺栓出现过早断裂失效.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2017(053)010【总页数】7页(P740-745,749)【关键词】304不锈钢;螺栓;断裂;应力腐蚀开裂;失效分析【作者】史宝良;李岩;张腾飞;江克洪;欧阳薇【作者单位】法焊科技(深圳)有限公司,深圳 518000;浙江吉利控股集团制造工程中心,慈溪 315300;法焊科技(深圳)有限公司,深圳 518000;法焊科技(深圳)有限公司,深圳 518000;浙江吉利控股集团制造工程中心,慈溪 315300;广东粤电集团有限公司沙角C电厂,东莞 523000【正文语种】中文【中图分类】TG115.22015年5月某火电厂液氨储存罐上方气氨出口气动阀上的法兰连接螺栓共计2根发生断裂，其累计股役时间约4 a(年)，断裂螺栓位置如图1所示。
法兰开裂原因分析
法兰开裂原因分析王影;谢国君;韩露;逄锦程【摘要】There were many radial cracks on the stainless steel flange surface after storing for five years in Nibo. Marco and micro observation, chemical composition analysis and metallurgical examination were carried out to find out the failure cause. The results show that the fracture mode is stress corrosion. The material of the flange is 1Cr17Ni7, but the not required material:304. The corrosion resistance of 1Cr17Ni7 is poorer than that of 304. In addition, the carbide network along the grain boundaries in the1Cr17Ni7 promoted the occurrence of stress corrosion.%不锈钢法兰安装到发动机上后在宁波停放5年，检查发现多件法兰表面均存在多条径向裂纹。
通过对裂纹及断口形貌观察、金相分析、材料成分检测，分析法兰的断裂原因。
结果表明，法兰的开裂模式为应力腐蚀，发生应力腐蚀的原因是由于法兰所用材料牌号与设计要求不符合，用1Cr17Ni7材料代替了304不锈钢，而1Cr17Ni7材料的耐腐蚀及晶间腐蚀性能均比304不锈钢差，同时1Cr17Ni7材料组织存在沿晶分布的网状碳化物，导致其耐晶界腐蚀能力进一步下降。
【期刊名称】《失效分析与预防》【年(卷),期】2016(011)006【总页数】3页(P369-371)【关键词】法兰;不锈钢;应力腐蚀;网状碳化物【作者】王影;谢国君;韩露;逄锦程【作者单位】航天材料及工艺研究所，北京100076;航天材料及工艺研究所，北京100076;航天材料及工艺研究所，北京100076;航天材料及工艺研究所，北京100076【正文语种】中文【中图分类】TG115法兰一般用于零件的转接，便于拆装。
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摘要
对检修过程 中发现 的 ３ ０ ４不锈钢焊缝裂 纹及母 材本体 裂纹进 行分 析 ， 焊缝存在 较多 的焊渣 ， 以及 根部
未焊透是焊缝开裂 的原 因。母材 的金相分析 表明 ， ３ ０ ４不 锈钢 晶界存 在碳化 物聚集 ， 容易 发生 晶问腐蚀 ， 引起母 材 开裂 ， 焊接过 程中 ， 多层多道焊也容 易使得 热影响区晶间腐蚀 加剧 ， 引起母材 开裂 。３ ０ ４不锈 钢锻造法 兰 的制 造过 程 中应避免在敏化温度停 留时间过 长 ， 固溶处理时应 采取快 冷 的方 式避 免 晶间腐蚀 。焊 接返修过 程 中， 通过 严格 控制焊接层 间温度 ， 采用快速小热输入 的工艺参数使得 返修 后的 ３ ０ ４不锈 钢焊 接质量检验合格 。
Ｉ 冬 １ ３ 水 Ｉ 法 焊 缝 形 貌
尾 水锥 管 内侧 度 较 大 ， 金相照 片・ ｆ Ｉ 仃 住较 多 于 水 汽造 成 的黑 ， ｒ ， 但『 １ ｒ 以看 到 尾 水 锥 符 的 组 织 足 典 的
针 刈‘ 陔机 组 检 修 发 现 的 问 题 ， 对其他机组进行 ｒ 扩大 愉 ， 排 窄尾 水 锥符 １ 人 Ｊ 侧焊 缝 进 行 渗 透 检 测 ， 法 兰 和尾 水锥 管焊 接 处有 裂纹 本 是 共 Ｈ － 题， 此外 ， 法 本体 Ｌ ｉ 土 仃 肉眼 ¨ 『 的 裂纹 ， 如 罔 ４所 示 、
兰 同 阀门通 过螺 栓连 接 。尾 水 锥 管和 法 兰 的材 质 均 为
３ ０ ４不 锈钢 ， 焊缝 处 开 Ｋ形 坡 口， 设计 为 满焊 。 在某 次检修过 程 中发 现 ， 对 尾 水 锥 管 焊 缝 进 行 渗透检测 时发 现 尾水 锥 管 内侧 焊缝 有 裂纹 ， 如图 ２ 所 示 。对 焊 缝 进 行 打 磨 后 ， 发 现 内 部 有 较 多 焊 渣 没 有清理 ， 如 图３ 所示。 未焊接部分深约１ ５ ｍ ｍ， 尾 水
尾水 锥 管
相 奥 氏体 组 织 ， 具 有屈 服强 度 、 抗拉 强 度较 低 ， 但 是
塑韧 性 、 耐蚀性 优 良， 冷加工性能好 ， 无磁性等特 点 。 由 于材 料 本 身 含 碳 量 不 高 ， 所 以焊 接 性 良好 ， 适 用 于
制作 现 场 安 装 的工 件 。３ ０ ４不 锈 钢 在 固 溶 处 理 过 程 中应 采 取 快 冷 工 艺 ， 避开敏化温度 ， 防止 发 生 晶 间 腐
｝ 『 Ｊ 步 的处 方 法 为 换 法 ， 将 焊 缝 全 部 打 磨 后
重 新 接 ， 焊 接方 法 为瓴 弧 焊 ， 焊接过程Ｉ ｛ ｌ 为 ｒ保 证检
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６—０ ６—２ １
图 ２ 尾 水 锥 管 侧 焊 接裂 纹
５ ４
２ ０ １ ７年 第 ２期
∥ ／ ／ ，
， 生产应用 ｒ 鳝 掳
均符 合 ３ ０ ４／ ｆ 锈 钢 的成分 要求
法 簟 与尾 水管 问焊 接 处存 焊缝 裂纹 丰要足 … Ｊ ：
奥 氏体 品粒 ， 品粒 ｌ 卡 ｌ ｉ 对较 小 ， 品界 清 晰 儿 无 明 的碳 化
物 聚集 ， 如 ６所 爪 ，
６ 锥 管 母材 微 堂 ｝ ＝ ５
４ 法、 小怵 Ｉ 的 肉 眼 可 裂 纹
同尾水锥 管 的 ； ７ 粒 相 比较 ， 法 小 体 的 品粒 卡 ｝ ｛ 刈 较 为细 小 ， 组织Ｉ Ｉ １ 的碳 化 物 向 晶 发 ， ｌ ｊ 显聚集 ， 已 发 生｝ ＇ 白 １ 腐蚀 ， 如 冈 ７所 示 。
懈 慈 生产应用
３ ０ ４不 锈 钢 法 兰 焊 接 裂 纹 分 析 及 返 修
赵 强’ 肖维 宝 王 大 强 孙章 豪。 熊续 平。
（ １ ． 国 网新源控股有限公 司技术 中心 工程 技术所 ， 北京 １ ０ ０ １ ６ １ ； ２ ． 华东琅琊 山抽水 蓄能 有限责任 公司 ， 安徽 滁 州 ２ ３ ９ ０ ０ ０）
关键词 ： ３ ０ ４不 锈 钢 焊缝 裂纹 晶 间腐 蚀
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｇ４ ７
０ 序
言
管 内焊接 部位 深 约 为 １ ０ ｍ ｍ， 尾 水 管 外 焊 接 部 分 约 为
１ ５ ｍｍ。
３ ０ ４不 锈 钢 是 一 种 通 用 型 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 对 应 国内的牌号 ０ ６ Ｃ ｒ ｌ ９ Ｎ ｉ ｌ ０。３ ０ ４不 锈 钢 室 温 下 可 为单
焊 接过 稗 巾根部 存 术焊 透 、焊 接过 巾如 果采 Ｊ ｌ Ｊ
条 电弧 焊 ， 层道 之 『 Ｈ Ｊ 木清 渣 ， 造 成 焊缝 ｌ Ｉ Ｉ 存 住 火 的 火 渣 检修过 程 巾发 的焊 缝 缺 陷 ¨ ｌ 足 引起 焊缝 裂 纹 的
原『 大 ｌ ， 尤其 足根 部 术焊 透 ， 此 类 缺 陷 为危 害 性 缺 陷 ， 运 行过 程 巾会 从 未 透部 位 产牛裂 纹 ， 从而 引起 丌裂 ２ ． ２ 法 兰 水体 裂纹 分析 现 场对 法 ＿ 兰小 体 和尾 水锥 管 进 行 金相 检 ， Ｊ
蚀。
３ ０ ４不锈 钢具 有 良好 的焊接 性能 ， 但 由于其 导 热 系 数小 ， 电阻率 大 ， 焊接过 程 中 必须 严 格 控 制焊 接 工 艺 参
数， 避免 热输 入量 太大 ， 使 得 焊缝 过 热 … 。严 格 控 制 层 间温 度 。焊后 要 快 速 冷 却 ， 避 免 焊 缝 在 危 险焊 条 尽 量 不 要 摆 动， 防止 合金 元素 不必 要 的烧损 。
１ 问题描 述
图１ 尾 水 锥 管 与法 兰连 接 结 构 图
某 抽水 蓄能 电站 的调 相 压 水 管道 的尾 水 管 的法 兰 连 接形 式 如 图 １所示 ， 尾 水 锥 管本 体 开 孔 焊接 法 兰 ， 法