原標題：分享：0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼管破裂的原因

　　中圖分類號：ＴＧ１７２文獻標志碼：Ｂ文章編號：１００５-７４８Ｘ（２０１８）０５-０４０４-０４

　　開裂奧氏體不銹鋼管形貌貌見圖１～２。由圖１～２可見：焊接熱影響區寬度達２０ｍｍ，裂紋均產生在焊接熱影響區內。

　　在奧氏體不銹鋼管裂紋附近切取１件縱截面低倍試樣，觀察鋼管的裂紋擴展深度情況及鋼管的低倍組織。試樣采用５０％（體積分數，下同）鹽酸水溶液侵蝕后，其縱低倍組織形貌見圖３。由圖３可見：裂紋是從內表面向外表面逐漸擴展的，除熱影響區附近的裂紋外，未見其他不允許的冶金缺陷。

　　１．２化學成分

　　由表１可見，各元素含量均符合ＧＢ／Ｔ１２２０－２００７標準的要求。

　　將裂紋掰開后，裂紋斷口宏觀形貌見圖５。由圖５可見：斷面上有一層黑灰色的腐蝕產物，但依稀可見斷口是呈結晶狀的脆性斷口。

　　在低倍試樣裂紋處切取高倍試樣，磨制其縱向面，在光學金相顯微鏡下觀察，裂紋微觀形貌見圖６。裂紋呈網狀裂紋，經王水溶液腐蝕后在光學金相顯微鏡下觀察，裂紋為沿晶裂紋，見圖７。鋼管焊縫處顯微組織為奧氏體＋鐵素體，熔合線處顯微組織為奧氏體，鋼管基體顯微組織為奧氏體，見圖８。鋼管基體晶粒度為４．５級，熱影響區晶粒度也為４．５級。

　　將奧氏體不銹鋼管裂紋掰開后，采用掃描電鏡觀察斷口表面清洗前后的形貌，裂紋斷口表面形貌，見圖９。由圖９可見：整個斷面均為冰糖狀沿晶斷口。腐蝕產物微區成分能譜見圖１０，以Ｓ、Ｆｅ、Ｏ等元素為主。

　　該奧氏體不銹鋼管在焊接熱影響區內產生裂紋，并且焊接熱影響區較寬。通常情況下，若焊接過程中產生裂紋，多為焊接結晶時產生的焊接熱裂紋，或焊后一段時間產生的焊接冷裂紋［１-５］。而奧氏體不銹鋼管開工使用半年后未見裂紋，停工半年后復工時立即發現裂紋，這表明裂紋并非焊接裂紋。

　　由裂紋斷面腐蝕產物成分可見，腐蝕產物主要含Ｓ、Ｆｅ、Ｏ等元素；從裂紋斷面微觀形貌可見，裂紋斷口為冰糖狀的沿晶斷口。這表明，該奧氏體不銹鋼管應力腐蝕破裂可能為硫化物應力腐蝕破裂［７］或者連多硫酸應力腐蝕破裂，不是含Ｃｌ－的應力腐蝕破裂。而奧氏體組織對硫化物應力腐蝕破裂最不敏感［８-９］，該鋼管組織全為奧氏體，對硫化物應力腐蝕最不敏感，產生硫化物應力腐蝕破裂的可能性最小，因此，該０Ｃｒ１８Ｎｉ９奧氏體不銹鋼管破裂應為連多硫酸應力腐蝕破裂。

　　從該奧氏體不銹鋼管破裂的情況來看，鋼管內介質含硫化氫，在使用過程中硫化氫和管壁的Ｆｅ發生反應生成ＦｅＳ，鋼管在停工半年期間，鋼管必通風，空氣中的Ｏ２和水進入管內，必然和管壁內的ＦｅＳ發生反應生成連多硫酸。因此，該奧氏體不銹鋼管破裂具備了連多硫酸應力腐蝕破裂的介質因素。

　　（３）應力因素鋼管壁厚５ｍｍ，但焊接熱影響區寬度則高達近２０ｍｍ，盡管裂紋不是焊接裂紋，但是，焊接熱影響區較寬，焊接后由于焊接接頭的收縮，熱影響區部位必然存在較大的殘余軸拉伸應力作用。因此，該０Ｃｒ１８Ｎｉ９奧氏體不銹鋼管具備了連多硫酸應力腐蝕破裂的應力因素。

　　因該０Ｃｒ１８Ｎｉ９奧氏體不銹鋼管需焊接，應力因素不可避免，但降低焊接電流，加快焊接速率，減小焊接熱影響區的范圍，即可降低鋼管焊接后的殘余焊接應力，從而可降低鋼管連多硫酸應力腐蝕的可能性。另一方面從介質因素改進，該奧氏體鋼管在使用過程中，不可避免會在內壁產生ＦｅＳ，在停工時，應用氬氣吹掃管內的空氣和水分，并立即密封鋼管的兩端口，避免管內存在空氣和水分，即可避免連多硫酸的產生，因此可避免連多硫酸應力腐蝕破裂。事故責任方根據本工作提供的預防措施，鋼管停工時，用氬氣吹掃管內的空氣和水分，并立即密封鋼管的兩端口，未再出現裂紋事故。

　　（２）向該０Ｃｒ１８Ｎｉ９奧氏體不銹鋼管內吹掃氬氣，密封兩端口，可避免連多硫酸應力腐蝕破裂。焊接時降低焊接電流，加快焊接速率，減小焊接熱影響區的范圍，也可降低連多硫酸應力腐蝕破裂的可能性。

　　［２］張鐵峰．奧氏體鋼爐管的應力腐蝕開裂及防護措施探討［Ｊ］．石油化工設備技術，２００２，２３（６）：２１-２５．

　　［４］ＧＢ／Ｔ６３９４－２００２金屬平均晶粒度測定方法［Ｓ］．

　　［６］劉雙元．不銹鋼設備的連多硫酸應力腐蝕開裂與預防［Ｊ］．石油化工腐蝕與防護，２００３，２０（４）：３２-３４．

　　［８］晁君瑞，宦建波，王維宗，等．幾種鋼材的硫化物應力腐蝕性能研究［Ｊ］．石油化工腐蝕與防護，２０１２，２９（２）：１６-１８．

　　［１０］鄒德敬，趙守輝．不銹鋼設備的連多硫酸應力腐蝕開裂機理與防護［Ｊ］．遼寧化工，２００９，３８（１）：４３-４５．

　　［１２］侯偉，段玫．含硫環境波紋管的連多硫酸應力腐蝕開裂研究綜述［Ｃ］／／第十一屆全國膨脹節學術會議膨脹節設計、制造和應用技術論文選集．［出版地不詳］：［出版者不詳］，２０１０：１３９-１４２．