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法兰开裂原因分析
 

 法兰开裂原因分析

  1.首先,对开裂法兰进行了化学成分分析
  分析结果表明,该法兰及焊接材料的化学成分均符合相关标准要求。对该法兰颈部外表面及密封面分别进行布氏硬度测试,其布氏硬度测试值符合JB4728-2000标准要求。
  在材料化学成分合格、硬度检测合格、管道安装符合技术要求、耐压试验操作规范的前提下,管道法兰在耐压试验过程中开裂,说明产生的缺陷与法兰的内部组织结构或其他未知因素有关。
  2 裂纹性质分析
  2.1 表面裂纹形貌
  将该泄漏法兰从管道上切割下来,对其进行全面宏观检查,发现法兰内表面存在裂纹,最长为3mm,宽为0.5mm,裂纹及其附近已经产生锈渍;法兰螺栓孔内表面也发现较多裂纹;法兰密封面及其他位置发现多处非金属夹杂物,个别非金属夹杂物因脱落在法兰密封面表面形成小凹坑,凹坑最大为 2.0mm,最小为 0.8mm,凹坑的边缘有肉眼可见的微小裂纹。
  对同厂家、同批次的其他奥氏体不锈钢法兰进行现场宏观检查,发现多件法兰存在不同程度的缺陷,有的法兰外表面存在肉眼可见的明显裂纹。宏观检查结果进一步表明,法兰泄漏与法兰本身因素有关系。
  2.2 剖面裂纹形貌
  为进一步探求法兰泄漏的真正原因,随机选择一件同厂家、同批次,且密封面上因非金属夹杂物脱落而形成小凹坑的平焊法兰,对其进行解剖,将其分成大小不均的三份,仔细观察其剖面发现,法兰的6个剖面中有4个剖面有肉眼可见的裂纹,裂纹几乎贯穿整个剖面。
重庆法兰
  选择其中一个剖面,经粗磨、细磨、腐蚀后观察,裂纹更加明显,几乎贯穿了整个剖面。裂纹具有一定的宽度,大多裂纹空隙处噙含黑色非金属夹杂物,其中有一处夹杂物距离法兰密封面约3.0mm,直径约 2.5mm,夹杂物上部至密封面有明显的补焊痕迹,补焊面积约380mm2,补焊深度达3.0mm。
  在这条新建的工艺管道上,使用的管道组成件并非是利旧品,而是新购进的产品,在法兰剖面上发现了多处噙含非金属夹杂物的裂纹,可以初步判定:裂纹的产生与大量存在的非金属夹杂物有关。而剖面上的补焊痕迹,却是一种令人费解的、非常不正常的现象。
  2.3 金相组织分析
  为进一步探求裂纹产生的原因,弄清楚新购买的法兰在组焊到管道上之前是否真的经历了补焊,对法兰剖面裂纹位置进行金相检验。
  取1中所述试件,对法兰剖面上有补焊痕迹的位置进行细磨、抛光,在100倍显微镜下观察,裂纹更加清晰,较长的裂纹内部含有体积较大的条状非金属夹杂物及剖面上弥散的点状非金属夹杂物;裂纹尖端秃钝,裂纹两侧未见明显异常现象;该处金相组织含枝晶状奥氏体,是典型的奥氏体不锈钢焊接接头组织。3 裂纹性质判定

  综合上述法兰裂纹形貌、断口特征、裂纹微观形貌及金相组织分析结果,表明裂纹产生在法兰生产过程中,属于沿夹杂物尖端的锻制裂纹。为了消除法兰表面明显的裂纹,在法兰出厂前确实经历了补焊。 

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