不锈钢法兰开裂原因分析

　　不锈钢法兰开裂原因分析
　　1.物理和化学分析
　　首先，对开裂法兰的化学成分进行了分析。
　　分析结果表明，法兰和焊接材料的化学成分符合相关标准的要求，并对颈部和蓝色密封面的外表面进行了硬度试验，其硬度值符合标准的要求。
　　在材料化学成分合格、硬度试验合格、管道安装符合技术要求、采用试压操作规范的前提下，管道法兰在试压过程中出现裂纹，说明缺陷与法兰内部结构或其他未知因素有关。
　　2.裂纹特性分析
　　2.1表面裂纹形态
　　泄漏的法兰和管道被切断，并进行检查。结果表明，法兰内表面有裂纹，Z大长度为3mm，宽度为0.5mm，裂纹内部及周围出现锈斑，法兰螺栓孔内表面有多处裂纹。法兰盖等部位发现许多非金属夹杂物。一些非金属夹杂物由于脱落在法兰盖表面形成凹坑。Z大坑2.0mm，Z小0.8 mm，在坑的边缘，肉眼可以看到细小的裂纹。
　　通过对同厂家、同批次的其他奥氏体不锈钢法兰进行现场宏观检查，发现许多法兰存在不同程度的缺陷，部分法兰外表面有明显裂纹。宏观检查结果进一步表明，法兰泄漏与法兰本身有关。
　　2.2型材裂纹形态
　　为了进一步探究法兰泄漏的原因，随机抽取了同厂家、同批次的平焊法兰，由于非金属夹杂物的脱落，在密封面上形成了一个小坑。法兰被切开，分成大小不一的三部分。仔细观察其轮廓，六节翼缘有四节有肉眼可见的裂纹，几乎贯穿全节。
　　经过粗磨、精磨和腐蚀观察，某一选定断面的裂纹较为明显，几乎贯穿整个断面，裂纹宽度较大。大多数裂纹含有黑色非金属夹杂物，其中一个距离法兰盖约3.0毫米，直径2.5毫米。从夹杂物上部到密封面有明显的补焊痕迹，补焊面积约380mm2，补焊深度可达3.0 mm。
　　在这条新的工艺管道中，使用的管道元件不是旧产品，而是新购买的产品。在法兰部分发现一些含有非金属夹杂物的裂纹。可以初步判定裂纹的产生与大量非金属夹杂物有关。但是，修复这个断面上的焊痕，却是一个令人费解且非常不正常的现象。

　　3.裂纹特性的测定
　　根据裂纹形貌、断口特征、裂纹微观组织和金相分析，表明生产过程中出现的法兰裂纹属于沿夹杂物的锻造裂纹。为了消除法兰表面的明显裂纹，出厂前对法兰进行了修复和焊接。
　　4.裂缝原因分析
　　由于锻造毛坯含有大量非金属夹杂物，法兰在锻造过程中成为区域性夹杂物，沿夹杂物产生裂纹。锻后夹杂物越大，锻后夹杂物越小，多为埋藏裂纹。
　　5.采取的措施
　　(I)更换所有有缺陷的法兰。
　　(2)继续寻找同厂家、同批次设备的其他管件，采取相应的检验措施，确定是否合格。
　　(3)除新更换法兰的化学成分和机械性能外，还应进行宏观检查，以评定其几何尺寸和表面光洁度，并检查是否有异常的几何不连续性。