封头成形开裂原因及解决方案
椭圆形封头过渡段横向裂纹
椭圆形封头过渡段横向裂纹
椭圆形封头过渡段横向裂纹可能是由于以下原因导致的：
- 材料问题：封头生产企业众多，一些缺乏技术与创新能力的企业，为收紧成本，采购价格较低的钢材原料，材料本身可能存在纯度不够、厚度不够等质量问题。
- 检测问题：封头出厂前，需要经过形状尺寸、成型厚度检测，确保封头技术指标符合标准；拼接或焊接部分需要经过射线及超声波检测，确保封头内部无损。
如果检测项目不全，可能导致低质产品流入市场。
- 工艺问题：封头焊接效果与技术人员工艺水平有关，如果技术人员对封头及压力容器材料不了解，焊接时选择的温度或焊接方式不对，也容易导致封头损伤，出现裂痕。
对于椭圆形封头过渡段横向裂纹问题，建议采取以下措施：
- 加强原材料验收，保证原材料无内外部缺陷并固溶完全。
- 提高焊接质量，在旋制前进行探伤检查，消除内外部缺陷；选用合适的焊接工艺，提高焊接接头力学性能，减小热影响区。
- 加强检测，确保封头质量符合标准。
如果椭圆形封头过渡段横向裂纹问题严重，可能需要更换封头，以确保设备的安全运行。
某核电容器产品封头表面裂纹原因分析及改进措施姜楠
某核电容器产品封头表面裂纹原因分析及改进措施姜楠发布时间：2021-08-17T03:37:00.568Z 来源：《电力设备》2021年第6期作者：姜楠佟多广舒哲[导读] 本文对某核电厂奥氏体不锈钢容器封头的表面裂纹进行深入分析和调查，有针对性的提出改进措施和处理方案，并在核安全文化方面加强管理，为核电厂的安全稳定运行提供保障，同时为减少类似问题起到借鉴作用。
姜楠佟多广舒哲（哈尔滨锅炉厂有限责任公司黑龙江哈尔滨 150046）摘要：本文对某核电厂奥氏体不锈钢容器封头的表面裂纹进行深入分析和调查，有针对性的提出改进措施和处理方案，并在核安全文化方面加强管理，为核电厂的安全稳定运行提供保障，同时为减少类似问题起到借鉴作用。
关键词：表面裂纹；奥氏体不锈钢；稳定运行；核电厂；引言奥氏体不锈钢压力容器是工业生产中的常用设备，广泛应用于核电、化工行业，运行在高温高压腐蚀性介质环境下。
裂纹是压力容器中最危险的缺陷之一，它是导致容器发生脆性破坏的主要因素，同时又会促进疲劳破裂和腐蚀破裂的产生。
1、产品结构国内某核电产品卸压箱主要结构为圆筒形容器，主体材料为Z2CN18.10奥氏体不锈钢，内径为φ3300mm，壁厚50mm，总长为5930mm，总高为5050mm。
封头为标准椭圆形封头，其内径为φ3300mm，由Z2CN18.10奥氏体不锈钢先拼接后冲压而成。
2、问题描述在核电厂现场目视检查过程中，发现在产品左封头表面发现两处裂纹缺陷，两处裂纹区域中主裂纹走向为水平方向，其余微小裂纹在主裂纹四周分布，裂纹深度在 5-7mm，主裂纹长度分别为 5mm、8mm。
3.1钢板制造厂检验及入厂复验钢厂按照卸压箱用Z2CN18-10钢板采购规程的要求对不锈钢板进行了理化性能检验、无损检测和表面检查。
钢板入厂后进行入厂复验，检验项目包括化学成分分析、晶间腐蚀、常温力学性能、金相检测、表面目视检测、超声波检测、修磨处渗透检测，检测结果合格。
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 硫化氢气体 封头 裂纹
304不锈钢硫化氢气体封头裂纹摘要：一、304不锈钢简介1.304不锈钢的特性2.304不锈钢的应用领域二、硫化氢气体的危害1.硫化氢气体的性质2.硫化氢气体对金属材料的腐蚀作用三、304不锈钢在硫化氢气体环境下的表现1.304不锈钢的耐腐蚀性2.304不锈钢在硫化氢气体环境下的损伤现象四、封头的作用和分类1.封头的定义和功能2.封头的分类和特点五、304不锈钢封头在硫化氢气体环境下的裂纹问题1.裂纹产生的原因2.裂纹对封头安全性能的影响3.防止裂纹产生的措施正文：一、304不锈钢简介304不锈钢是一种广泛应用的不锈钢材料，具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和可焊性。
其主要成分是18%的铬和8%的镍，适用于各种工业领域，尤其是食品、制药和化工行业。
二、硫化氢气体的危害硫化氢气体是一种无色、有毒、具有强烈刺激性气味的气体，能对人体和金属材料产生严重的腐蚀作用。
硫化氢气体会导致金属表面产生氢脆和应力腐蚀开裂，从而影响材料的强度和性能。
三、304不锈钢在硫化氢气体环境下的表现尽管304不锈钢具有良好的耐腐蚀性，但在硫化氢气体环境下，仍然可能出现损伤现象。
硫化氢气体会导致304不锈钢表面产生裂纹，从而降低其使用寿命和性能。
四、封头的作用和分类封头是用于封闭管道或容器端部的零件，具有防止介质泄漏和保护管道的作用。
封头根据形状和用途可分为多种类型，如平盖封头、球形封头和锥形封头等。
五、304不锈钢封头在硫化氢气体环境下的裂纹问题在硫化氢气体环境下，304不锈钢封头可能出现裂纹，这主要是由于硫化氢气体的腐蚀作用和材料内部的应力集中。
裂纹会对封头的安全性能产生严重影响，可能导致介质泄漏和设备损坏。
为防止304不锈钢封头在硫化氢气体环境下产生裂纹，可以采取以下措施：1.选择更高耐腐蚀性的材料，如2205双相不锈钢；2.对封头进行合理的设计和制造，避免应力集中；3.在使用过程中，加强对封头的检查和维护，及时发现并处理裂纹。
一起奥氏体不锈钢封头开裂的分析
51工业技术1 基本情况 在对我市某化工有限公司一台自动加压锅进行检验过程中，经渗透探伤发现该设备下封头处存在多处裂纹，该设备为无锡力马化工机械有限公司生产于2003年3月，期间一直未投入使用，2011年5月移装至我市某化工有限公司投入使用，该设备为304不锈钢材料厚10mm，使用压力0.25MPa，使用温度138℃，介质为8%硝化棉、水蒸汽、水。
经检测发现下椭圆封头过渡段发生多处开裂（见图1），现场用磁铁对该设备进行铁磁性检测，发现该设备下封头处具有极强的铁磁性，筒体和上封头侧无磁性。
奥氏体不锈是一种无磁性的材料，经了解该设备封头冷旋压成型，未经固溶处理。
GB/T25198-2010规定冷成型的奥氏体不锈钢制半球形封头、椭圆封头、碟形封头以及平底封头，成型后可不进行热处理。
一起奥氏体不锈钢封头开裂的分析徐丹辉（新乡市特种设备协会,河南 新乡 453000）摘 要：奥氏体不锈钢在亚稳定状态，进行加工成型过程中会由奥氏体相向马氏体相转变，马氏体相的存在会促使材料电化学和耐腐蚀性的改变，容易产生腐蚀，由于腐蚀进而发展到应力腐蚀开裂。
关键词：奥氏体不锈钢；马氏体；应力腐蚀开裂DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.18.0432 分析 304不锈钢是一种常温下具有奥氏体组织的不锈钢，其钢中含Cr 约18%、Ni 8%~10%、C 约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。
奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni 钢和在此基础上增加Cr、Ni 含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti 等元素发展起来的高Cr-Ni 系列钢。
奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te 等元素，则具有良好的易切削性。
冷旋压封头成形是利用两模具的挤压作用，在旋压轮和成形辊之间，毛坯产生局部的塑性变形。
该变形以螺旋形方式从中心向边缘“流动”，使钢板产生连续弯曲变形。
进口旋压封头表面裂纹原因分析
故障诊断我公司从德国鲁奇进口了一套余热【璺ｌ收锅炉，囚设备运输超限，故按部件供货，运至现场后组装。
该套设备部件由德国鲁奇分包商马来两亚ＪＵＴＡＳＡＭＡ公司制造。
设备部件经安全性能检验，发现３台余热锅炉封头凸面及圆角过渡Ⅸ均存在大量的表面裂纹。
鉴于此情况，由生产厂家与我们一同分析缺陷原因并对设备缺陷进行了处理。
１设备情况３台余热锅炉封头均为同型号，同工艺制造，材质为ＳＡ３８７Ｃｒｌ１ＣＬ２，属１．５Ｃｒ０．５Ｍｏ合金系，封头外径书８０００，封头各区域壁厚均为２５ｍｍ，封头所用毛坯由三块钢板拼焊而成，焊接完毕对焊缝进行了局部热处理，旋压成型后按照ＡＳＭＥＩＸ卷第一册制造标准ＵＣＳ一７９计算封头最大纤维伸长率：最大纤维伸长率（％）：詈”等＝等・一半，－－０．４６８≤０．５％（其中ｔ表示壁厚，Ｒｆ表示封头半径，Ｒｏ表示旋压前半径，平板取无穷大），根据标准，封头未做热处理。
２裂纹情况裂纹形状典型见图１。
进口旋压封头表面裂纹原因分析胡硕生（神华宁夏煤业煤化工公司烯烃分公司宁夏灵武７５０４１１）【摘要】封头在旋压过程中因加工硬化及磨削应力导致裂纹产生，这些残余应力如不及时进行去应力退火，造成封头表面在残余应力作用下产生延迟裂纹。
【关键词】锅炉封头表面裂纹原因及消除封头表面裂纹普遍分布在封头凸顶部位及圆角过渡区，在焊缝热影响区也有少量微裂纹。
裂纹深度为０．５ｍｍ—１．５ｍｍ，裂纹最长为５００ｍｍ，以ｌＯｍｍ一２５ｒａｍ长微裂纹居多，具体分布情况如图２。
３分析缺陷产生原因（１）钢中合金成分偏析，晶界应力不均匀导致塑性变形开裂。
因表面裂纹在封头普遍存在，通过封头硬度值分析，封头硬度值变化幅度均在可接受范围内，基本可以排除此项。
胡硕生（１９８２一）本科学历。
助理工程师。
在神华宁夏煤业煤化工公司烯烃分公司任特种设备技术员，研究方向化工设备。
４６Ｉ石油硼化工设＿Ｉ∞∞．∞（２）钢中晶粒粗大，铁素体和渗碳体层片交错，钢板轧制过程或旋压过程中拉伸应力引起裂纹萌生。
硝酸氧化炉封头裂纹原因分析及改进
硝酸氧化炉封头裂纹原因分析及改进摘要：硝酸氧化炉封头冷旋后，小“r”部位出现表面裂纹，本文从无损检测、材料、焊接及理化检验等方面，分别进行分析，阐述了裂纹产生的原因，并提出改进措施。
关键词：封头；冷旋；裂纹Cause and Measures for Head Surface Crack of Nitric Acid Oxidizing FurnaceSha Yong Zhang Pengbo（210058 Oschatz Energy & Environment （Nanjing）Co.，Ltd. Jiangshu Nanjing ）Abstract：The crack happened to the head surface “r” location after the cold spinning procedure for Nitric Acid Oxidizing Furnace head. Due to that，this paper，based on the NDE ，material ，welding and The physical and chemical inspection ，analyses and elaborates the mechanism of these crack as well as the measures taken to resolve.Keywords：Head，Cold Spinning，Crack前言某制造厂生产的36万吨硝酸装置反应器的封头，型号：DHB5890*22，材质：S32168 （06Cr18Ni11Ti）。
该封头由制造厂进行拼板焊接，焊接方法为双面埋弧自动焊，封头成形由某锻压公司采用冷旋压工艺制作。
封头加工成形前，因旋压工艺需要由锻压厂对拼板焊缝余高进行磨削去除。
在封头加工完成验收时，发现封头拼接焊缝表面有裂纹形貌，随后该公司技术及检验部门立即对两个封头进行全面的检验，从中发现了裂纹产生的原因并采取了适当的处理措施，确保了产品质量。
S30408不锈钢封头母材裂纹原因分析
料的力学性能和耐蚀性等受到显著影响 ，同时也常 ４ 结束语 常影响加工零件的表面质量和加工工具 的寿命。 （ ２ ） 热处理工艺 的影 响。该 ￥ ３ ４０ ０ ８ 不锈钢封头 应用 ￥ ３ ０ ４ ０ ８ 不锈钢制作封头 ， 需尽量避免 由材 在 成型后 又经 过 １ ０ ０ ０℃热处 理 ， 且 在空 气 中缓慢 冷 料质量、 晶问腐蚀等带来的不 良影响。晶问腐蚀是造 却。就冷却速度而言 ， 重要 的不是冷却速率本身 ， 而 成开裂 的主要原 因，因此在加热过程特别是在焊接 是封头通过敏化区间所经历的时间，已知奥 氏体不 时 ， 应尽量避免敏化温度区（ ４ ５ ０ ～８ ５ ０ ｃ Ｉ ＝ ） ， 在敏化温
Ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ， ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ａ ｕ ｓ ｔ ｅ ｎ ｉ ｔ ｅ＋ｐ ｕ ｎ ｃ ｔ ａ ｔ ｅ ， ｓ ｔ ｉ ｒ ｐ ｆ ｅ ｒ ｒ ｉ ｔ ｅ ， ｇ ｒ ａ ｉ ｎ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ７ ，ａ ｌｓ ｏ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｈａ ｔ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ
锈钢在 ５ ５ ０ ～ ８ ５ ０ ℃缓慢冷却时 ， 晶界有高铬 的碳化 度区停留时间越短， 发生晶间腐蚀的几率越小 。同时 物 Ｃ ｒ ２ ３ Ｃ ６ 析 出， 造成碳化 物邻近部分贫铬 ， 引起晶 可采 取 固溶 热 处 理 、稳 定 化处 理等 措 施来 防止 晶间 间腐蚀的倾 向。这种腐蚀使晶粒 间的结合力大大削 腐蚀 。 弱， 严重时可使机械强度完全丧失 ， 因此遭受这种腐 蚀的不锈钢 ， 经不起轻轻敲击便破碎成细粒。 参考文献 ：
（ １ ） 夹杂物的影响。 不 同形态的夹杂物混杂在金 艺 ， 考虑在热处理温度下的组织稳定性 。表面必须清
S32168+15CrMoR(H)复合板热成型封头拼缝开裂原因分析
随着工业技术的不断发展，热成型技术在制造过程中得到了广泛的应用。
热成型封头是最常见的热成型产品之一，其具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优势。
然而，在热成型封头的生产过程中，可能会出现拼缝开裂等问题，给产品质量带来极大的影响。
本文以S32168+15CrMoR(H)复合板热成型封头为例，对拼缝开裂的原因进行深入的分析和探讨。
一、材料特性及工艺流程S32168 是一种高合金Austenitic 不锈钢，其主要成分包括Cr、Ni 和Mo ，钢板具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。
15CrMoR(H)是一种钢材，常用于生产高压容器和锅炉等设备。
复合板是将两种或多种材料通过冷压、热压等复合工艺紧密结合而成的板材。
在生产过程中，首先采用焊接工艺将S32168 和15CrMoR(H)钢材松散地连接起来，随后进行热压复合，最终形成复合板。
在复合板生产完成后，需要通过热成型工艺制成热成型封头。
其中热成型封头的制造过程包括下料、成型、取样、检验等步骤。
成型过程中，热成型封头的外形通过压制、拉伸、切割等工艺完成，随后进行热处理，以改善材料的力学性能和耐高温性能。
最后，对热成型封头进行检验，判断产品质量是否合格。
二、拼缝开裂的原因分析1. 材料的选择和焊接质量在复合板的生产过程中，S32168 和15CrMoR(H)钢材之间存在一定的松散连接。
如果焊接质量不好，就容易产生焊接裂纹和气孔等缺陷。
这些缺陷可能会导致热成型封头拼缝处的应力集中，从而引发开裂现象。
此外，在材料选型过程中，如果材料的选择不合理，例如，两种材料的热膨胀系数差异较大，也会导致在复合板的生产过程中，两种材料之间形成残余应力。
这些残余应力将在成型过程中引起应力集中，从而导致拼缝处的开裂问题。
2. 热成型工艺及工艺参数在热成型工艺中，成型温度、成型速度等工艺参数将直接影响热成型封头的质量。
如果工艺参数选取不当，例如成型温度过高、成型速度过快等，就会导致热成型封头的形态变形过大，从而超过了材料耐受范围，产生开裂等问题。
封头人孔利群不锈钢封头开裂的一个原因是应力方面的因素47P
封头人孔利群:不锈钢封头开裂的一个原因是应力方面的因素47P
关于不锈钢封头开裂产生最基本的两个条件：一，材料条件，即合金材料对特定的介质敏感；二，环境条件，即合金材料受到一定量的静拉深应力作用。
下面将从应力方面对封头进行详细考察，找出导致此类失效的关键原因。
在正常的工作状态下，连接不锈钢封头与筒体的环焊缝要承受由内压造成的薄膜内应力和制造过程中遗留的残余应力，可能的残余应力又分为三类：封头成型、封头与筒体组对以及焊接过程中产生的残余应力。
内压在标准椭圆质变段焊缝处造成的环向应力为压应力；封头冲压成型对直边段可能造成的环向应力亦为压应力；封头与筒体组对时，由于封头和筒体几何形状的不匹配而在环焊缝附近引起的环向附加应力常常为数值较大的拉应力；焊接时则通常会在焊缝两侧200~300mm之内的区域内引起残余拉应力。
这几种应力的叠加使得环焊缝附近的应力场分布相当复杂，难以用解析方式对其大小和性质进行精确的定量描述，为此采用X射线衍射法对封头环焊缝进行残余应力测试，结果表明封头一侧沿焊缝方向的残余应力为120MPa的拉应力，说明该处存在诱发应力腐蚀开裂的应力因素。
而该处偏高的硬度值将促进裂纹的扩展。
氨制冷压力容器封头直边开裂原因分析
在石油化工生产中，腐蚀情况普遍，而且大多数是对金属材料产生腐蚀，由此可见，金属材料腐蚀的概率是非常大的并且影响扩大化，这往往会造成不可避免的损失，尤其是对于大型石油化工领域造成的经济损失以及对人员的生命安全造成威胁。
应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10-9~10-6m/s。
如疲劳，是渐进缓慢的，这种亚临界的扩展状况一直大到某一临界尺寸，使剩余下的断面不能承受外载时，就突然发生断裂，所以后续会发生很严重的事故。
由此可见，对于压力容器和压力管道应力腐蚀开裂的研究具有重要意义。
一、应力腐蚀开裂的定义应力开裂是材料微观变形中的一种方式，而其中的应力腐蚀是因金属材料或其他合金材料在具有腐蚀性物质存在的情况下，该物质对金属材料内部原子间具有一定的作用，使得该原子周围的电子丢失，进而使得金属物质的原子结合力大幅度降低，随着拉力的增大，最终使得金属物质发生断裂等宏观形变，称此变形为应力腐蚀变形。
应力腐蚀断裂在宏观变形上一般表现为脆性断裂，一般形变是沿着材料晶界进行断裂变形，若材料具有拉应力作用，也有其他具有腐蚀性物质存在于晶界间，同时，金属材料可被腐蚀性物质腐蚀，便可发生材料应力腐蚀变形。
二、事故设备的处理装置需尽快恢复生产，但设备因受到应力腐蚀，其材料性能已不能恢复，故而采取边修复受损设备边订购新设备的处理，在设备修复后的使用采取监控运行处理。
新订购的设备补充了封头成形后恢复材料性能的固溶处理，组装焊接严格控制焊接工艺规程、控制线能量、控制层间温度、先焊外面后焊里面减少内壁焊缝重复加热、焊后快速冷水冷却、减少或避免焊缝返修次数、降低焊接残余应力等的技术处理。
新设备投用一年后曾进行首次开罐检验，现已使用了四年多，进行了再次开罐检验，均未发现有裂纹缺陷的生成。
三、应力腐蚀环境压力容器开裂预防应力腐蚀破裂通常在工作载荷远远低于材料抗拉强度、工作介质腐蚀性很轻微、设备没有变形、没有任何征兆间突然发生破裂，其往往被疏于防范，酿成事故。
1Cr5Mo封头表面焊裂纹分析
５．５
０．６Ｏ Ｏ．０３３ ０．０３２ ０．２
断该裂纹不是 由材料合金成份异常引起。 ２）应用 超声 波测 厚仪 对 焊缝 两侧 进行厚 度 测量 ，
测 量位 置 布置及 测 厚记 录见 图 ５与 表 ４。
３）应用 ｘ射线机和超声波检测仪 ，对焊缝两侧及 母材进行 ｘ射线检测和超声波检测 ，发现裂纹仅产生 于 封 头侧 表 面 ０、３、９点 钟 位 置 的附 近 间 （见 图 ６），深 度 约 ３～４ ｍｍ。
４）应用里 氏硬度计 ，对管子 、封头及管子与封头 间焊缝 进 行硬 度检 测 ，检 测数 据见 图 ６和表 ５。
图 ５ 测厚位 置布置图
由图 ５及 表 ４可 见 ，管 子及 封头 未 见 明显 减 薄 ，不 是导致裂纹产生的原 因。
固 堕
回 圃
哩５ （
圄 图 管道
厚 度 ／ｒ ａｍ
８．６ ８．５ １０．０ ９．８ ９．８
编 号
１１ １２ １３ １４ １５
厚 度 ／ｍｍ
８．７ ９．８ ８．７ １６．２ ｌ５．７
编 号
１６ １７ １８ １９ ２Ｏ
厚 度 ／ｍｍ
ｌ５．８ １５．６ １６．６ １６．０ ｌ６．８
由图 ６和表 ５发 现 ，封 头侧 裂 纹 区 域表 面 硬 度较 资 料 ，增 加 １Ｃｒ５Ｍｏ焊 口检 验 比例 。例 如 ：检 验 中 ，增
其 它 区域 高约 １００ ＨＢ，也 远高 于 ＳＨ／Ｔ ３５５４—２０１３ “石 油 化 工 钢 制 管 道 焊 接 热 处 理 规 范 ”７．４．２规 定 的 “１Ｃｒ５Ｍｏ材料热处 理后硬度值应 不大于 ２４１ ＨＢ”的 要 求 。
研 究 与探 索
304不锈钢 硫化氢气体 封头 裂纹
304不锈钢硫化氢气体封头裂纹摘要：1.304 不锈钢的概述2.硫化氢气体的性质和影响3.封头的作用和类型4.304 不锈钢封头在硫化氢气体中的裂纹问题5.解决裂纹问题的方法正文：【304 不锈钢的概述】304 不锈钢是一种常见的不锈钢材料，因其良好的耐腐蚀性和焊接性能而在众多领域得到广泛应用。
它主要由铬、镍等元素组成，具有优良的抗氧化性、抗腐蚀性和高温性能。
【硫化氢气体的性质和影响】硫化氢气体（H2S）是一种无色、有毒、具有刺激性气味的气体。
在工业生产过程中，硫化氢气体常常作为一种副产品出现。
它对金属材料具有较强的腐蚀性，尤其是对不锈钢材料。
硫化氢气体在不锈钢表面形成硫化物，导致不锈钢的耐腐蚀性能降低，从而引发裂纹等损伤。
【封头的作用和类型】封头是一种用于封闭容器或管道端部的零部件，通常用于压力容器、管道系统等设备。
根据封头的结构和用途，封头可分为多种类型，如平封头、凸封头、锥形封头等。
在石油、化工等产业中，封头广泛应用于储存和输送硫化氢气体的设备中。
【304 不锈钢封头在硫化氢气体中的裂纹问题】在硫化氢气体环境下，304 不锈钢封头可能出现裂纹。
这是因为硫化氢气体对304 不锈钢产生腐蚀，导致材料强度降低。
在封头内部产生的应力作用下，容易出现裂纹。
裂纹可能发生在封头的焊缝、母材、过渡区等部位。
【解决裂纹问题的方法】为避免304 不锈钢封头在硫化氢气体中出现裂纹，可以采取以下措施：1.选用耐腐蚀性能更好的不锈钢材料，如316L 不锈钢等；2.在设计阶段充分考虑硫化氢气体对封头的影响，提高封头的强度和韧性；3.在制造过程中严格控制焊接质量，避免产生焊接缺陷；4.对封头进行适当的表面处理，如喷涂防腐涂层，以增强其抗腐蚀性能；5.在使用过程中对封头进行定期检查和维护，及时发现并处理裂纹等问题。
奥氏体不锈钢封头裂纹成因分析
3381 异丙苯碱洗槽工况及工艺流程某装置异丙苯碱洗槽于2003年11月投用，规格为φ3200mm*14920mm*6mm ，材质为奥氏体不锈钢0Cr18Ni9，介质为异丙苯和碱液。
来自异丙苯贮罐的新鲜异丙苯、来自过氧化氢异丙苯（CHP）提浓塔塔顶的异丙苯冷凝液、氧化尾气冷凝液、密排系统收集异丙苯及来自回收工段a-MS加氢产品一起进入氧化进料异丙苯碱洗槽。
在异丙苯碱洗槽（PD-5）中用稀氢氧化钠碱液循环洗涤，除去其中的酸性物质。
PD-5内设置盘管，用0.3MPa的低压蒸汽作为热源，控制异丙苯的碱洗温度。
PD-5中分为油水两相，水相大部分循环，少部分废碱（含微量有机物）排至MHP分解系统处理后送至回收废水罐处理，也可以排至回收酚水处理单元和分解液中和单元，油相溢流至异丙苯进料罐。
异丙苯碱洗槽具体工况如下：介质为异丙苯、NaOH，操作温度43～46℃，操作压力0.06MPa。
2018年4月20日，装置停车处理期间发现该罐两侧封头附近有物料渗出，储罐发生泄漏，拆开保温发现两侧封头有多处穿透性裂纹。
PD-5流程如图1所示。
（PTK-5：回收异丙苯槽；CTK-4：异丙苯产品罐；PD-5：异丙苯碱洗槽；PTK-35：异丙苯加料罐；PE-7：MHP分解器冷凝器；PE-6：MHP分解器；PE-150：MHP分解器冷却器；PD-141：酚水罐）2 裂纹检查及分析2.1 材料理化分析对异丙苯碱洗槽封头、罐体的材料进行了化学成分分析，结果如表1所示。
分析结果显示异丙苯碱洗槽的材料成分均符合ASTM A276标准。
储罐所使用的不锈钢材料化学成分正常，因此缺陷的产生与使用环境和其他因素有关，需做进一步分析。
2.2 着色检查拆开保温对两侧封头外壁、焊缝及筒体部分进行着色检查，发现封头外部折弯处有多处裂纹（见图2），筒体部分未见裂纹。
图2 两侧封头着色检查结果对封头与罐体焊缝及两侧本体内部进行打磨着色检验，发现封头母材直边处有大量裂纹，裂纹呈直线型，且均垂直于环焊缝。
奥氏体不锈钢压力容器封头开裂缺陷的探讨
奥氏体不锈钢压力容器封头开裂缺陷的探讨摘要：压力容器封头是作为压力容器的主要承压部位，其质量的高低对压力容器的安全性能有着直接性的影响。
奥氏体不锈钢性能良好，由于材质本身抗腐蚀、耐高温、耐低温的特点，奥氏体不锈钢被应用于制造压力容器。
虽然这种材质性能优良，但在实际的制作应用之后相继出现了奥氏体不锈钢压力容器封头开裂的事件，这一缺陷引起了人们的关注，本文将就“奥氏体不锈钢压力容器封头开裂”这一问题展开讨论。
关键词：奥氏体不锈钢；封头开裂；压力容器1.奥氏体不锈钢压力容器开裂封头的特点及处理方法1.1特点本文下笔之前进行了资料搜集，对奥氏体不锈钢压力容器封头开裂的多个案列进行了分析比对，发现了开裂封头的几个共性：（1）在加工的工艺方面，均为室温下的冷成形。
（2）在材质方面，均属亚稳态奥氏体不锈钢。
这种奥氏体不锈钢在塑性时并不稳定容易发生转变。
（3）在开裂部位方面，成分为奥氏体和马氏体的混合材质。
马氏体在冷成形过程中会发生材质变化。
1.2处理方法封头开裂后必须要重新制作封头，无法再原来的基础上进行简单修缮，大部分的制造商都会在重新制作的成形后进行恢复材料性能热处理，这样可以避免封头再次开裂。
2.开裂的原因2.1加工工艺大部分制造商对于奥氏体不锈钢的强化工艺采用的是冷加工而不是热处理，金属在低温条件下完成塑性变形的过程中，金属的硬度、强度、塑性等都发生变化，然而在变化的过程中如果到达一定程度并超出限度则会引发封头开裂。
再者，冷成形的过程中，一部分奥氏体比较容易发生转变，变成马氏体，而马氏体的材质较奥氏体来说硬且脆。
当大量的马氏体和奥氏体共存时，成形后的奥氏体不锈钢压力容器封头的内部就会产生裂纹，裂纹随着封头的继续变形会由浅入深，当马氏体越来越多，材料越来越硬，那么材料的韧性则会变弱，在一定条件下则会引发封头开裂。
2.2封头位置封头与筒体通过焊接相连接，作为过渡区域其承压力最大。
在封头焊接的过程中，由于工艺的问题，热膨胀系数变大，马氏体的相变系数也随之变大，从而导致封头成分中马氏体转变量增多，进而加大了开裂的可能性，存在更多的安全隐患。
突发！加工过程中发现不锈钢封头有微裂纹
突发！加工过程中发现不锈钢封头有微裂纹作者：张健单位：国家再制造机械产品质量监督检验中心来源：《金属加工（热加工）》杂志1 基础介绍奥氏体不锈钢封头在冷旋压加工过程中发现表面有微裂纹，经过宏观观察、成分分析、力学性能检测等试验发现，微裂纹是由于冷压变形导致的马氏体相变和基材中存在过量线状铁素体共同导致的，在旋压工艺保持不变的情况下，后续需要控制奥氏体不锈钢中线状铁素体的含量。
压力容器通常是指承载一定压力的密闭设备，一般由筒体、接管、法兰、封头等组成。
由于封头是主要受力器件之一，封头质量直接关系到压力容器的耐压性能，关乎财产与生命安全，因此生产方、使用方和监管方均高度重视封头的质量问题。
某企业采用冷旋压工艺生产一批奥氏体不锈钢封头，采用材料牌号为06Cr19Ni10（代号 S30408），俗称304不锈钢，厚度20mm；钢板执行标准为GB/T 24511—2017 《承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带》。
旋压结束后钢板厚度由20mm 延展压缩至17mm。
此工艺属于企业的成熟工艺，但此次在封头表面出现许多微裂纹，并且裂纹远离焊缝区域，如图1所示。
封头取样位置如图2所示。
2 理化检测2.1 成分检测依据GB/T 24511—2017 《承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带》规定，采用真空直读光谱仪对断口试样成分进行检测。
检测结果表明，样品成分符合要求，见表1。
2.2 基材金相检测对原始钢板进行切割镶嵌打磨，采用10%草酸水溶液进行电解抛光，发现钢板以奥氏体为主，在平行钢板厚度方向有大量的细长线状组织（见图 3）并且发现线状组织周围有许多腐蚀坑（见图4），草酸电解导致的腐蚀坑成因有待研究。
为进一步进行验证，采用10%NaOH水溶液进行电解抛光，发现白色基体存在大量网状、线状组织，颜色呈棕褐色（见图5）可以确定此类线状、网状组织是α-铁素体组织。
这些线状铁素体长且细，宽度多在2μm以下。
利用金相软件对铁素体含量进行测定，发现其铁素体含量在8%～10%。
椭圆封头冷旋压裂纹解决方案
椭圆封头冷旋压裂纹解决方案压力容器封头是压力容器的主要受压元件之一，它的质量影响着整个容器的质量和安全。
随着各封头厂的壮大，冷旋压成型工艺由于其模具投资少，适应性好等特点而得到广泛得应用。
由于冷旋压与模压的加热工艺不同，以及工艺执行不严，产生了不少问题，而不锈钢封头冷旋成型产生裂纹的问题较模压严重得多。
江苏委托加工的304冷旋封头，大部分预成型后产生了裂纹，包括在母材和焊缝区域都有裂纹产生。
因此有必要分析冷旋过程对其影响，提出解决方案。
304冷旋压裂纹产生机理冷旋压成型是利用两模具的挤压作用，在旋压轮和成型辊之间，毛坯产生局部塑性变形。
该变形以螺旋形方式从中心向边缘“流动”使毛坯产生连续弯曲变形。
毛坯的外侧金属纵向纤维受拉而在伸长，靠近形成轮一侧，金属纵向纤维受压而缩短。
随着向板坯中心靠近，伸长和缩短的程度逐渐。
在板坯上画上等间距的同心圆和径向线，如图1所示，在旋制过程中发现，靠近旋压辊一侧的毛坯外侧，径向辐射线的网格被拉长了，而内侧网格变化不明显(这与实际情况是一致的，在加工封头检测中发现，大量的裂纹出现在封头外表面沿直边部位。
)>图1 连续弯曲变形封头在冷旋压过程中，反复力的作用使其发生冷作硬化现象，并产生位错的堆积和金相组织的变化。
奥氏体不锈钢从溶化状态到常温，一般是不发生相变的，但在亚稳定态时加工，会发生马氏体相变，主要由于马氏体相变引起加工硬化。
据相关资料介绍，奥氏体的稳定性是由其组织成份决定的。
(1) Ni、C、Mn等奥氏体形成元素越多，奥氏体就越稳定。
(2) Cr为铁素体生成元素，在固溶体中具有可扩散作用，当Cr大量固溶与奥氏体使能阻止奥氏体转变为马氏体，使奥氏体稳定。
(3) Mo为铁素体形成元素也具有提高稳定性作用。
判断常温加工时奥氏体稳定性，可用Ni最低当量含量与钢材Ni含量分析值做比较，以某304钢板化学成分为例，见表1，通过计算(过程略)得到Ni的钢材分析值Δ<0，说明该钢板处于奥氏体不稳定状态，即常温下塑性加工即可发生马氏体转变。
5052铝合金换热器封头体焊缝裂纹的处理
文章编号:100321545(2005)01200332035052铝合金换热器封头体焊缝裂纹的处理吴国芬(开封空分集团有限公司工艺处,河南 开封 475002)摘 要:通过对5052铝合金熔焊原理的分析及实际施焊情况的跟踪观察,综合分析了5052铝合金换热器封头体对接焊缝产生裂纹的原因,采取有效措施避免了裂纹的产生,保证了焊接质量。
关键词:封头体;铝合金;TIG 焊;裂纹中图分类号:TG 457.5 文献标识码:A收稿日期:2004207207 铝制板翅式换热器是空分设备的组成部分之一,封头体又是铝制板翅式换热器上的主要受压元件,其焊接质量的好坏直接影响着产品质量。
封头体上的拼接焊缝是一条关键焊缝,按图纸要求要对该焊缝进行100%X 射线探伤,符合JB4730294《压力容器无损检测》规定,达Ⅱ级要求为合格焊缝。
在实际生产中,在封头体拼接焊缝交接处X 射线探伤常发现有裂纹缺陷,需进行返修,既增加了焊工的工作量,又影响了产品的生产进度。
为此对该处裂纹的产生原因进行了综合分析,最终解决了问题,保证了产品的焊接质量。
1 封头结构板翅式换热器上所用封头结构如图1所示,由封头体和接管两部分组成,封头体由1、2、3三部分拼制而成,封头体和接管都是用10mm 厚的5052铝合金板料焊制而成。
2 焊接方法及工艺2.1 焊接方法焊缝采用手工钨极氩弧焊平位置焊接,交流电源,采用纯度不低于99.9%的纯氩气保护。
铝合金具有导热性强、热容量大、线胀系数大、熔点低和高温强度小的特点,因而焊接铝及其合金时,大量的热量被迅速传导到基体内部,造成能量大量损耗。
为了获得高质量的焊接接头,采用能量集中、功率大的能源以保证焊缝熔合良好很有必要。
手工钨极氩弧焊不仅能满足这方面的要求,而且其特有的“阴极雾化”作用更有利于保证焊接的质量。
氩弧焊所用氩气符合G B/T484221995《纯氩》的要求,并保证氩气瓶压不低于0.5MPa 。
图1 封头体结构及焊缝缺陷位置示意图2.2 焊前准备(1)焊件用化学方法去除油污等并烘干,焊丝清洁干燥后及时使用。
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在保证各润滑点用油的情况下 ，要实现润滑油总管压力的 稳定就必须设 置一个油补偿装置 ，参照控制油系统建议 在润滑
油 总 管 上 增设 一个 蓄能 器 。
选择胶囊式蓄能器 ， 确定气囊充氮压力为 ０ ． ０ ９ Ｍ Ｐ ａ 。 按照美
封头成形开裂原因及解决方案刘凤大庆石化公司水气厂黑龙江大庆摘要容器制作时封头成形发生的开裂问题对原材料焊接工艺焊接材料封头压制工艺等方面进行分析太原钢厂材料且所含奥氏体组织均匀性较差
封 头成 形 开裂原 因及 解 决 方案
刘 凤
在外协制作封头过程 中， 制作单位质保部通知 ， 该批封头采 用压鼓加冷旋压工艺 ， 成形困难 ， 在压鼓过程 中焊缝 出现严重开 裂问题 ， 无法压鼓成形 。经现场 观察 ， 发现在 圆片压鼓过程 中焊 缝 出现过度延伸 、 焊缝纵向开裂 ， 未开裂焊缝部位有 明显焊缝纵 （ ２ ） 修改 “ 主油泵无运行信号后 ， 延时２ Ｓ 启动辅助油泵 ” 的
限制总管的压力 ， 安装在过滤器之后 的总管上 ， 自力式控制阀一 方面会 内漏 ， 另一方面它的关 闭需要一定的时间 ， 这样就造成润
滑 油 从 此 处 回流 至 油箱 。
低报值时才执行 ， 这是为了保证 主油泵在正常运转 时 ， 系统油压
产生轻微波动时（ 大于低报值 ） 而不致误启动辅助油泵而起 到一
２ ． 减少 泄压 点 增 设 总 管 止 回 阀
或 电动机驱动泵至少 ４ ｓ 期间 ，系统供 给压 力应保持在停机 开
关设定值之上 ” ， 即主泵 跳车后辅泵启动期 间 ， 应设置蓄能器使
之保证 ４ Ｓ 内润滑油 的压力高于停 机值 。考虑到实际管路 与标
准 中存在的差 异 ，取 ５ ８ 为辅油泵的润滑油补压 时间。在 此期 间，润 滑油管路损耗 的介质总量 ， 应该 等于系统正 常运行 ５ Ｓ
规格 Ｅ Ｈ Ａ ４ ０ ０ ０ ｘ １ ０ ） 。
为找出开裂原 因 ， 双方进 行 了探讨 。从成形 工艺分 析 ， 封 头单 位确认在 实际制作 过程 中采 用成形 工艺无 问题 ，因为同 期采 用相 同工 艺压制 的其 他单位 同规格产 品成形 良好 ，未 发 生此类 现象。 研究 重点就落在 了焊接工艺 和原 材料 方面 。 焊接 工艺 ， 具体分焊材 、 实 际焊接 规范（ 包括 线能量 ） 。原材料 ， 力学
停辅油泵而加剧辅 助油泵 的损坏 ， 但是相 比主机是值得 的， 必要
油箱一般都布置在机组轴心线 ≥５ ｍ的高度上 ，所以对油压的
时可 以储备一台辅 油泵 的泵头 ， 以便及时更换 。
（ ３ ） 增加 断电自启动条件。辅助油泵 的启动 ， 是在油压降至
维持起到一定积极作用 ， 不需要改变 。③总管上的调节 阀， 负责
润滑油总管有 可能 引起泄压的地方共 ３ 处 ：①各个润滑点
也就是用油点 ， 包括压缩机两侧轴瓦 ， 减速机高低速轴瓦和电机
的介质损耗量， 故蓄能器所提供 的介质总量 ， 即蓄能器 的排油容 积应为 ２ ６ Ｌ ， 最终蓄能器有效容积确定为 ５ ７ Ｌ （ 计算过程 略 ） 。
（ 大庆 石 化公 司 水 气厂 黑龙江大庆 ）
摘要 关键词
容器制作时封 头成形发生的开裂问题， 对原材料 、 焊接工艺、 焊接材料、 封头压制工艺等方面进行分析， 寻找 问题发生原 因 容器制作 封头成形 开裂 钢材
Ｂ 向 凹 陷现 象 （ 图１ ） 。
二、 问题 分析
对比钢材佥相组织， 发现所供料母材中夹杂物含量明显 多于太原钢厂材料， 且所含奥氏体组织均匀性较差。
仪 表 联 锁 外 还 应增 设 主油 泵 断 电 ， 备 用 泵 立 即 自启 动 的条 件 ， 与
供油 ， 则止 回阀立 即关死 ， 使高位油箱的润滑油必去经过轴承回
油管线 ， 再返回油箱 ， 防止高位油箱 的润滑油走 短路 ， 降低 了润
滑 油 总 管 的 油 压下 降速 度 。
３ ． 延 长 润滑 油 稳 压 时 间增 设 蓄能 器
联锁条件 。 将延 时 ２ Ｓ 去除 ， 虽 然 会 造 成 由 于信 号 的干 扰 频 繁启
性 能复验 （ 抗拉强度 、 屈服 强度 、 延伸率 、 弯 曲试验 ） 、 材料金 相
试验 。
两侧轴瓦 ， 这是正常用油 ， 不可避免 ； ②高位油箱的上油孔板 ， 是 为了保证机组惰走过程 中对润滑油的需 求 ， 不能去掉 ； 另外高位
中 图分 类 号
前 言
Ｔ Ｈ１ ７
文 献标 识 码
一
、
由于生产工艺调整 ， 需要增加 ５套压力容器 ， 材料 ￥ ３ １ ６ ０ ３ ，
设 备直径 ４ ｍ， 板厚 ８ ｍ ｍ， 因公 司无 封头成形设 备 ， 因此 仅提 供原材料和完成原片焊接后 ， 委托封头专业制作单位压 制（ 封头
油压下降启动备用泵条件共 同存在 、 相互独立。 从两次停机曲线 的比较上明显可以看 出起到 了一定作用 ， 提前了 １ Ｓ 。 （ ４ ） 双油泵运行 。在现场不具备停车改造的情况下 ， 启 双油 泵运行是既简单又行之有效 的方法。因为按照美 国石油学会标 准Ａ Ｐ Ｉ ６ １ ４ （ （ 石油 、 化工和气体工业用润滑 、 轴密封和控 制油系统
国石 油 学 会 标 准 Ａ Ｐ Ｉ ６ １ ４中 １ ． ８ ． ２的要 求 ： “ 在 备 用 泵 加 速 期 间
其附件应满足两台油泵 同时工作时的压力等级 ；回油系统应设
计为能适应两台油泵全流量输出时的工况 ，并且底座 内的回油 管应保证 回油液面不超过管径的一半” 。 所 以润滑油系统是能承 受双油泵运行 的。
定 的预 防 作 用 。
改进方法是在控制 阀后 ，进入各个 润滑点之前的油总管上 安装一个止回阀 ， 一旦主油泵停止运转 ， 辅助油泵也未及时启动
但若是晃电 、 停电或其他故 障引起主油泵跳闸断定停运时 ， 就没有必要非等到油压下降至低报值 ， 才允许启动辅助油泵 ， 也
就是说只要主泵停 ， 辅泵就必须立 即启动运行。因此 ， 在保 留原