分享：0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管破裂的原因
admin原标题：分享：0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管破裂的原因
中图分类号：ＴＧ１７２文献标志码：Ｂ文章编号：１００５-７４８Ｘ（２０１８）０５-０４０４-０４
开裂奥氏体不锈钢管形貌貌见图１～２。由图１～２可见：焊接热影响区宽度达２０ｍｍ，裂纹均产生在焊接热影响区内。
在奥氏体不锈钢管裂纹附近切取１件纵截面低倍试样，观察钢管的裂纹扩展深度情况及钢管的低倍组织。试样采用５０％（体积分数，下同）盐酸水溶液侵蚀后，其纵低倍组织形貌见图３。由图３可见：裂纹是从内表面向外表面逐渐扩展的，除热影响区附近的裂纹外，未见其他不允许的冶金缺陷。
１．２化学成分
由表１可见，各元素含量均符合ＧＢ／Ｔ１２２０－２００７标准的要求。
将裂纹掰开后，裂纹断口宏观形貌见图５。由图５可见：断面上有一层黑灰色的腐蚀产物，但依稀可见断口是呈结晶状的脆性断口。
在低倍试样裂纹处切取高倍试样，磨制其纵向面，在光学金相显微镜下观察，裂纹微观形貌见图６。裂纹呈网状裂纹，经王水溶液腐蚀后在光学金相显微镜下观察，裂纹为沿晶裂纹，见图７。钢管焊缝处显微组织为奥氏体＋铁素体，熔合线处显微组织为奥氏体，钢管基体显微组织为奥氏体，见图８。钢管基体晶粒度为４．５级，热影响区晶粒度也为４．５级。
将奥氏体不锈钢管裂纹掰开后，采用扫描电镜观察断口表面清洗前后的形貌，裂纹断口表面形貌，见图９。由图９可见：整个断面均为冰糖状沿晶断口。腐蚀产物微区成分能谱见图１０，以Ｓ、Ｆｅ、Ｏ等元素为主。
该奥氏体不锈钢管在焊接热影响区内产生裂纹，并且焊接热影响区较宽。通常情况下，若焊接过程中产生裂纹，多为焊接结晶时产生的焊接热裂纹，或焊后一段时间产生的焊接冷裂纹［１-５］。而奥氏体不锈钢管开工使用半年后未见裂纹，停工半年后复工时立即发现裂纹，这表明裂纹并非焊接裂纹。
由裂纹断面腐蚀产物成分可见，腐蚀产物主要含Ｓ、Ｆｅ、Ｏ等元素；从裂纹断面微观形貌可见，裂纹断口为冰糖状的沿晶断口。这表明，该奥氏体不锈钢管应力腐蚀破裂可能为硫化物应力腐蚀破裂［７］或者连多硫酸应力腐蚀破裂，不是含Ｃｌ－的应力腐蚀破裂。而奥氏体组织对硫化物应力腐蚀破裂最不敏感［８-９］，该钢管组织全为奥氏体，对硫化物应力腐蚀最不敏感，产生硫化物应力腐蚀破裂的可能性最小，因此，该０Ｃｒ１８Ｎｉ９奥氏体不锈钢管破裂应为连多硫酸应力腐蚀破裂。
从该奥氏体不锈钢管破裂的情况来看，钢管内介质含硫化氢，在使用过程中硫化氢和管壁的Ｆｅ发生反应生成ＦｅＳ，钢管在停工半年期间，钢管必通风，空气中的Ｏ２和水进入管内，必然和管壁内的ＦｅＳ发生反应生成连多硫酸。因此，该奥氏体不锈钢管破裂具备了连多硫酸应力腐蚀破裂的介质因素。
（３）应力因素钢管壁厚５ｍｍ，但焊接热影响区宽度则高达近２０ｍｍ，尽管裂纹不是焊接裂纹，但是，焊接热影响区较宽，焊接后由于焊接接头的收缩，热影响区部位必然存在较大的残余轴拉伸应力作用。因此，该０Ｃｒ１８Ｎｉ９奥氏体不锈钢管具备了连多硫酸应力腐蚀破裂的应力因素。
因该０Ｃｒ１８Ｎｉ９奥氏体不锈钢管需焊接，应力因素不可避免，但降低焊接电流，加快焊接速率，减小焊接热影响区的范围，即可降低钢管焊接后的残余焊接应力，从而可降低钢管连多硫酸应力腐蚀的可能性。另一方面从介质因素改进，该奥氏体钢管在使用过程中，不可避免会在内壁产生ＦｅＳ，在停工时，应用氩气吹扫管内的空气和水分，并立即密封钢管的两端口，避免管内存在空气和水分，即可避免连多硫酸的产生，因此可避免连多硫酸应力腐蚀破裂。事故责任方根据本工作提供的预防措施，钢管停工时，用氩气吹扫管内的空气和水分，并立即密封钢管的两端口，未再出现裂纹事故。
（２）向该０Ｃｒ１８Ｎｉ９奥氏体不锈钢管内吹扫氩气，密封两端口，可避免连多硫酸应力腐蚀破裂。焊接时降低焊接电流，加快焊接速率，减小焊接热影响区的范围，也可降低连多硫酸应力腐蚀破裂的可能性。
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