西安浩澤管道設備制造有限公司
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西安不銹鋼法蘭開裂的原因?

編輯:西安浩澤管道設備制造有限公司時間:2018-09-03

  西安不銹鋼法蘭不會產生腐蝕、點蝕、銹蝕、不易被磨損。不銹鋼是建筑用金屬材料中強度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性,所以不銹鋼法蘭能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼沖壓法蘭還集機械強度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可滿足建筑師和結構設計人員的需要。所有金屬都會和大氣中的氧氣進行反應,在表面形成氧化膜。

  1、連接管路并保持管路密封性能;

  2、不銹鋼法蘭便于某段管路的更換;

  3、便于拆開檢查管路情況;

  4、便于某段管路的封閉。

  不銹鋼法蘭開裂分析

  不銹鋼法蘭,顧名思義,就是由不銹鋼鍛造而成的法蘭,而因為其材質以及工藝的差異性,不銹鋼法蘭經常會有開裂的現象,下面就西安不銹鋼法蘭開裂的問題給出以下分析建議。

  1 理化分析

  首先,對開裂法蘭進行了化學成分分析

  分析結果表明,該法蘭及焊接材料的化學成分均符合相關標準要求。對該法蘭頸部外表面及密封面分別進行布氏硬度測試,其布氏硬度測試值符合JB4728-2000標準要求。

  在材料化學成分合格、硬度檢測合格、管道安裝符合技術要求、耐壓試驗操作規范的前提下,管道法蘭在耐壓試驗過程中開裂,說明產生的缺陷與法蘭的內部組織結構或其他未知因素有關。

  2 裂紋性質分析

  2.1 表面裂紋形貌

  將該泄漏法蘭從管道上切割下來,對其進行全面宏觀檢查,發現法蘭內表面存在裂紋,最長為3mm,寬為0.5mm,裂紋及其附近已經產生銹漬;法蘭螺栓孔內表面也發現較多裂紋;法蘭密封面及其他位置發現多處非金屬夾雜物,個別非金屬夾雜物因脫落在法蘭密封面表面形成小凹坑,凹坑最大為 2.0mm,最小為 0.8mm,凹坑的邊緣有肉眼可見的微小裂紋。

  對同廠家、同批次的其他奧氏體不銹鋼法蘭進行現場宏觀檢查,發現多件法蘭存在不同程度的缺陷,有的法蘭外表面存在肉眼可見的明顯裂紋。宏觀檢查結果進一步表明,法蘭泄漏與法蘭本身因素有關系。

  2.2 剖面裂紋形貌

  為進一步探求法蘭泄漏的真正原因,隨機選擇一件同廠家、同批次,且密封面上因非金屬夾雜物脫落而形成小凹坑的平焊法蘭,對其進行解剖,將其分成大小不均的三份,仔細觀察其剖面發現,法蘭的6個剖面中有4個剖面有肉眼可見的裂紋,裂紋幾乎貫穿整個剖面。

  選擇其中一個剖面,經粗磨、細磨、腐蝕后觀察,裂紋更加明顯,幾乎貫穿了整個剖面。裂紋具有一定的寬度,大多裂紋空隙處噙含黑色非金屬夾雜物,其中有一處夾雜物距離法蘭密封面約3.0mm,直徑約 2.5mm,夾雜物上部至密封面有明顯的補焊痕跡,補焊面積約380mm2,補焊深度達3.0mm。

  在這條新建的工藝管道上,使用的管道組成件并非是利舊品,而是新購進的產品,在法蘭剖面上發現了多處噙含非金屬夾雜物的裂紋,可以初步判定:裂紋的產生與大量存在的非金屬夾雜物有關。而剖面上的補焊痕跡,卻是一種令人費解的、非常不正常的現象。

  2.3 金相組織分析

  為進一步探求裂紋產生的原因,弄清楚新購買的法蘭在組焊到管道上之前是否真的經歷了補焊,對法蘭剖面裂紋位置進行金相檢驗。

  取1中所述試件,對法蘭剖面上有補焊痕跡的位置進行細磨、拋光,在100倍顯微鏡下觀察,裂紋更加清晰,較長的裂紋內部含有體積較大的條狀非金屬夾雜物(見圖2)及剖面上彌散的點狀非金屬夾雜物;裂紋尖端禿鈍,裂紋兩側未見明顯異常現象;該處金相組織含枝晶狀奧氏體,是典型的奧氏體不銹鋼焊接接頭組織。3 裂紋性質判定

  綜合上述法蘭裂紋形貌、斷口特征、裂紋微觀形貌及金相組織分析結果,表明裂紋產生在法蘭生產過程中,屬于沿夾雜物尖端的鍛制裂紋。為了消除法蘭表面明顯的裂紋,在法蘭出廠前確實經歷了補焊。

  4 裂紋成因分析

  4.1 大量存在的非金屬夾雜物,是裂紋產生的根源

  由于制造法蘭的鍛坯內存在大量的非金屬夾雜物,在鍛制過程中,體積型夾雜經反復鍛制,變成面積型夾雜,使材料內部產生了沿夾雜物尖端的鍛制裂紋。體積較大的夾雜物鍛制后變成了尺寸較大的裂紋;體積較小的夾雜物鍛制后變成了尺寸較小的微裂紋。這些裂紋大多是埋藏裂紋。

  鍛坯經過機加工后,埋藏裂紋有的變成了表面裂紋,這就是宏觀檢查中發現法蘭內外表面、螺栓孔內存在較多的微裂紋的原因。對于法蘭表面尺寸較大的裂紋,為了能讓產品出廠,生產廠家采取了打磨→消除表面裂紋→補焊→再次機加工等手段,使法蘭外觀上看起來沒有明顯的缺陷。這就是法蘭補焊面積380mm2、補焊深度3mm的原因。

  4.2 鍛制裂紋在試驗壓力作用下進一步擴展,致使西安不銹鋼法蘭最終泄漏。

  大量存在的非金屬夾雜物,會降低材料的塑性和韌性,裂紋內部的夾渣使裂紋的尖端產生應力集中,法蘭無法承受外加載荷,致使在耐壓試驗過程中,試驗壓力剛剛達到0.6MPa,法蘭便開裂泄漏。5 采取的措施

  (1)將所有問題法蘭全部更換。

  (2)繼續查找本裝置中使用的同廠家、同批次的其他管件,采用相應檢驗手段,確認其是否合格。

  (3)對新更換的法蘭,除了復驗其化學成分、力學性能外,還應進行宏觀檢查,評價其幾何尺寸和表面光潔度,并檢查是否有非正常幾何尺寸不連續處。


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