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不锈钢法兰开裂原因分析

作者:admin时间:2020-11-18 16:18 次浏览

信息摘要:

1不锈钢法兰开裂原因的理化分析 一,开裂法兰的化学成分分析 法兰面和密封面的外表面分别进行布氏硬度试验,布氏硬度试验值符合JB4728-2000标准的要求。 材料化学成分合格后,硬度...

  

  1不锈钢法兰开裂原因的理化分析

  一,开裂法兰的化学成分分析

  法兰面和密封面的外表面分别进行布氏硬度试验,布氏硬度试验值符合JB4728-2000标准的要求。

  材料化学成分合格后,硬度试验合格,管道安装符合技术要求,压力试验操作规范表明,压力试验过程中管道法兰开裂,表明法兰的缺陷和内部结构。或其他未知数。

  2裂纹性能分析

  2.1表面裂纹形态

  将泄漏的法兰放入管道中,然后从管道上将其切下。执行全面的宏检查。发现法兰的内表面有裂纹,最大长度为3mm,宽度为0.5mm,并且裂纹及其附近产生了锈迹;法兰螺栓孔内表面也发现裂纹。在法兰密封表面和其他位置发现许多非金属夹杂物,并且由于更换,个别非金属夹杂物在法兰密封表面形成了小凹坑。最大凹坑为2.0毫米,最小凹坑为0.8毫米。用肉眼在凹坑边缘上可见微小的裂缝。

  对同一制造商和相同等级的其他奥氏体不锈钢法兰进行的现场宏观检查发现,许多法兰具有不同程度的缺陷,有些法兰的外表面有明显的裂纹。法兰泄漏与法兰本身有关。

  2.2断面裂纹形态

  为了进一步探究法兰泄漏的真正原因,我们随机选择了同一制造商位于同一地点的平焊法兰,并用非金属夹杂物代替密封面形成小凹坑,并进行解剖分离它们的尺寸不均匀。仔细观察法兰的三个部分的部分后,法兰的6个部分中有4个具有可见的裂纹,并且裂纹几乎过渡到整个部分。

  选择其中一个部分后,经过粗磨,细磨和腐蚀后,裂纹更加明显,几乎整个部分都是连续的。裂纹具有一定的宽度,裂纹间隙中主要是黑色的非金属夹杂物,一些夹杂物距法兰密封面约3.0mm,直径约2.5mm。从夹杂物的上部到密封表面都有明显的修复焊接痕迹。补焊面积约380mm2,补焊深度达到3.0mm。

  在这个新建的过程管道上,使用的管道组件不是旧产品,而是新购买的产品。在法兰部分发现了许多含有非金属夹杂物的裂纹。可以初步确定:裂纹的发生与大量的非金属夹杂物有关。轮廓上的修复焊接痕迹是令人费解且非常异常的现象。

  2.3金相分析

  为了进一步探究裂纹的产生原因,并弄清新购买的法兰在装配焊接到管道之前是否真的进行了修补焊接,对法兰段的裂纹位置进行了金相检查。

  取1中所述的试件,对法兰上有修补焊接痕迹的位置进行精细研磨和抛光,在100x显微镜下观察,裂纹更加清晰,条状非金属夹杂物积聚在被替换的裂纹中(相对于2)截面上有散点状的非金属夹杂物;裂纹尖端是裸露的,在两个裂纹中没有明显的异常现象。金相组织包含树枝状奥氏体,这是一种典型的奥氏体不锈钢焊接接头结构。

  3裂纹性质的测定

  综合上述凸缘裂纹形态,断裂特性,裂纹微观形态和金相组织分析结果,表明裂纹在凸缘生产过程中发生,属于夹杂物尖端的锻造裂纹。为了消除法兰表面上的明显裂缝,确实在法兰出厂之前进行了修复焊接。

  4裂纹产生原因分析

  4.1大量的非金属夹杂物是裂纹的根源

  由于在用于制造法兰的锻造毛坯中存在大量非金属夹杂物,因此在锻造过程中,体积夹杂物被反复锻造成面型夹杂物,从而沿材料中夹杂物的尖端造成锻造裂纹。这些裂缝大多数是埋藏的裂缝。小型夹杂物在锻造后成为尺寸裂纹;小的夹杂物在锻造后变成较小尺寸的微裂纹。

  在加工锻造毛坯之后,一些埋藏的裂纹变成了表面裂纹。这就是在宏观检查中发现法兰和螺栓孔的内外表面上都存在微裂纹的原因。对于法兰表面尺寸的裂纹,为了使产品出厂,制造商采用了抛光→消除表面裂纹→修复焊接→再加工等方法,以使法兰外观看上去没有明显的缺陷。 。这就是为什么法兰修复焊接面积为380mm2,修复焊接深度为3mm的原因。

  4.2在测试压力下,锻造裂纹进一步扩展,导致法兰最终泄漏

  大量的非金属夹杂物会降低材料的可塑性和强度。夹杂在裂纹中的炉渣会引起裂纹尖端处的应力集中,并且法兰无法承受外部裂纹。结果,在压力测试期间测试压力刚刚达到0.6MPa。 ,法兰会破裂和泄漏。

  5采取的措施

  (1)更换所有相关的法兰。

  (2)继续搜索该设备中使用的同一制造商和扩展名的其他管道配件,并使用相应的检查方法以确认它们是否合格。

  (3)对于新更换的法兰,除了要重新检查其化学成分和机械性能外,还应进行宏观检查,以评估其几何尺寸和表面光洁度,并检查是否存在不连续性。异常的几何尺寸。

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