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    不銹鋼標準

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    不銹鋼管件裂紋的產生原因分析及處理

    來源:至德鋼業 日期:2020-01-29 12:07:52 人氣:337

      管道組成件是工業管道安裝工程中的重要物質基礎,其產品質量是保證管道結構安全和生產運行的首要條件,是工程施工過程中質量控制的重要環節。在某大型煉油化工工程硫磺回收聯合裝置管線吹掃的過程中,施工人員發現溶劑再生裝置酸性氣管線上與空冷器連接的5個異徑三通存在不同程度的周向貫穿性裂紋缺陷,部分焊縫周圍有密布裂紋缺陷。該工藝管線上管段、管件材質均為0Cr18Ni9。為解決現場實際問題,確保工程質量,在建設單位的督促下,制造廠、總承包單位、監理單位等各責任主體對不銹鋼管件裂紋的直接原因和間接原因進行了分析,明確了各方承擔的責任,并對存在問題的管件進行了處理。


    一、裂紋缺陷外觀概述


      現場對不銹鋼管件進行了外觀檢查,存在裂紋缺陷的5個異徑三通(DN250×150 SCH120S×20S)表面滲碳或銹蝕嚴重,明顯有別于其他不銹鋼管件,同時發現裂紋均分布于靠近焊縫5~30mm之間的焊縫熱影響區內,呈周向貫穿性分布,部分焊縫周圍有密布裂紋缺陷。部分三通的裂紋累積長度超過DN250周長的50%,并且均分布在焊縫的底部,如圖所示。


    二、產生裂紋的可能原因


      通過觀察異徑三通上裂紋缺陷的表面特征,結合該管件所處的工作環境,考慮環境對材料的影響,初步判定產生裂紋缺陷的可能原因有:


      1. 用于制造不銹鋼管件的原不銹鋼材料存在問題。


      2. 不銹鋼管件生產工藝或工藝執行過程存在問題。


      3. 現場施工中對焊接過程的控制存在問題。


    三、原因分析


    1.原材料


       用于生產該批不銹鋼管件的母材采用0Cr18Ni9不銹鋼無縫鋼管(牌號:TP304,外徑:273mm,壁厚:7.00mm),從不銹鋼無縫鋼管的質量證明書中可以看出:化學成分、機械性能均符合產品標準ASTM A312/A312M-07的要求,原材料檢驗報告中化學成分、機械性能、外觀及尺寸等試驗結果均符合ASTM A312/A312M-07規范要求,判定合格。


    2.加工工藝


       現場用于施工的不銹鋼管件由建設單位采購、生產廠家直接供貨,對加工工藝的正確與否只有通過廠家提供的產品出廠資料來判定其是否存在問題。檢查廠家提供的異徑三通的產品質量證明書和熱處理報告,產品檢驗結果中表面質量、尺寸、熱處理狀態及結論、硬度、無損檢測結果等均合格。除化學成分、機械性能、熱處理結果及無損檢測報告符合產品標準的規定外,合金鋼管件的金相分析結果還應符合產品標準的規定,但在產品質量證明書中未體現晶間腐蝕的檢測結果。


    三、現場施工


     1.材料進場檢驗


      不銹鋼管件的主要質量指標包括:材質、結構形式、端部加工、各部尺寸偏差、熱處理及表面處理、外觀質量、檢驗與試驗等。管件安裝前,應對合金鋼管件的質量文件、外觀及幾何尺寸進行檢查,看是否符合產品標準的規定,不合格者不得使用。同時委托有檢測資質的單位對管道組成件主體的關鍵合金成分根據規范規定的比例進行半定量分析復查。本例中存在裂紋缺陷的5個異徑三通均為同一供貨廠家,進場后對其進行了以下各項檢驗,


    2.質量文件


      該管件產品合格證及質量證明文件齊全,并與實物相符。但相關單位對其內容進行的核查不夠仔細,對產品質量證明書中未體現晶間腐蝕檢測結果的問題并未發現。


    3. 外觀及幾何尺寸


      材料進場后,首先對管件的表面質量進行了觀察,管件表面光滑,無裂紋、夾渣、縮孔、折疊、重皮等缺陷,然后對管件端部外徑、端部壁厚、中心至端部尺寸、端面偏差等進行了檢查,所有偏差均在規范SH4708-1996允許的偏差范圍內。


    4. 光譜分析。


       不銹鋼管件到達現場后,施工單位委托檢測單位進行了光譜分析,同時建設單位也委托第三方檢測單位對其進行了一定比例的光譜檢驗抽查,均未發現質量問題。


    5. 無損檢測


      不銹鋼管件到達現場后,施工單位委托檢測單位進行了滲透檢測,滲透檢測報告中最終檢測評級為Ⅰ級,檢測結論為合格。


    6. 施工質量控制


       按照施工程序的安排和質量控制的要點,在施工準備、材料驗收、管道預制、管道安裝、試壓沖洗等階段,分別對管件的材料進場檢驗、組對焊接、焊縫無損檢測等進行了檢查,每道工序在施工方案和施工工藝的要求下執行,質量保證資料、技術資料和實體質量均未發現任何問題。在強度/嚴密性水壓試驗合格后,對管線進行吹掃的過程中,才發現有5個異徑三通存在不同程度的周向貫穿性裂紋缺陷,部分焊縫周圍有密布裂紋缺陷。


    四、原因定性


       通過以上分析,因產品質量證明書中未體現晶間腐蝕的檢測結果,同時裂紋缺陷是在管道吹掃過程中發現的,初步判斷缺陷產生的原因是晶間腐蝕。因為不銹鋼管件在使用過程中,如果加工或使用不當,容易導致局部腐蝕,而晶間腐蝕是不銹鋼管局部腐蝕中最危險的破壞形式之一。


      隨后廠家給出了產生裂紋的原因:該批管件在熱處理過程中,由于熱處理爐一組電爐絲損壞,導致0Cr18Ni9在敏化溫度范圍內停留時間過長,晶界析出Cr23C6,由于碳原子擴散速度快,使鉻原子擴散受到限制,這樣在Cr23C6晶界周圍形成貧鉻區,在有腐蝕介質存在的條件下,發生晶間腐蝕,這是導致貫穿性周向裂紋產生的直接原因。


      同時還存在一些間接原因是該管件制造商質量保證體系運轉不正常,出廠檢驗制度執行不嚴格,出廠資料編制不規范,施工單位、監理單位對進入現場的管件未嚴格執行檢驗和驗收制度,對質量文件的審查不夠仔細。


    五、問題處理


       鑒于存在以上問題,要求施工單位對現場使用的該廠家生產的所有管件進行全面檢測,并對同規格、同型號、同材質、同爐批號、同生產時間的0Cr18Ni9不銹鋼管件進行更換,對更換管件的管道重新進行無損檢測、酸洗鈍化和吹掃試壓。


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    本文標簽:不銹鋼管件 

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