金属波纹膨胀节开裂失效原因分析.pdfVIP

第46卷第 1期 化 工 设 备 与 管 道 Vo1．46 No．1 2009年2月 PROCESSEQUIPMENT＆PIPING Feb．2009 金属波纹膨胀节开裂失效原因分析 张 玉 明 (上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200062) 摘 要：采用宏观检查、扫描电镜、x射线能谱、金相分析及化学分析等方法，对金属波纹膨胀节开裂的原因进行了 分析。结果表明应力腐蚀是造成金属波纹膨胀节开裂失效的根本原因，并据此提 出了改进建议。 关键词：波纹膨胀节； 应力； C1及 S离子 ； 应力腐蚀 ； 马氏体 中图分类号：TQ050．7 文献标识码 ：B 文章编号：10093·281(2009)01-0066-03 FailureAnalysisforCrackingOccurredinMetalBellow ExpansionJoint ZHANG Yu-ming (ShanghaiInstituteofSpecialEquipmentInspectionandTechnicalResearch，Shanghai200062，China) Abstract： Byusingvisualexamination，scanningelectronicmicroscope，X —rayenergyspectrum andmetallurgyandchemicalanaly— sis，thecauseofcrackoccurredinbellowexpansionjointwasanalyzed．Ithasbeenshownthatstresscorrosionistheprimarycausefor inducingthecrackoccurredinexpansionjoint．Then，someimprovementswereproposed． Keywords： bellowexpansionjoint； stress； chlorideandsulfaion； stressCOITOSiOn； martensite 某天然气公司供气系统范围内，一年连续发生 叠排列现象。在焊缝区，裂纹沿焊波分布，但相互独 三次金属波纹膨胀节开裂失效事故，造成大量天然 立 、无相互贯通现象。 气的泄漏，由于地处空旷区域，没有发生火灾和人员 3 扫描电镜及 X射线能谱分析 伤亡事故，但对周边地区的安全构成了极大的威胁。 由于该种波纹膨胀节在城市燃气管道中使用相当广 3．1 断面 泛，因此找出波纹膨胀节失效原因，对避免或减少同 裂穿的断面处取样 ，在电镜下的低倍形貌见图 类事故的重复发生，从而减少经济损失，确保安全是 1所示，图右侧平坦区为波纹内表面，可见断面近内 至关重要的。 表边缘呈台阶状，表 明开裂为多源启动；断面较粗 本文对其中一起波纹膨胀节开裂失效进行分析 糙，在中间区可见平行表面的条纹，近外表面一侧的 研究。 断面更粗糙 。 1 概况 波纹膨胀节型号 ：10SGMZP．150×4-F，规格： DN 150，材质为 SUS304，壁厚约为 1．2mm，管内介 质为天然气，介质温度为常温。制造 日期：2005年4 月，安装在桥管段，2007年在服役中发生破裂失效。 2 宏观检测 图1 断面 (局部)低倍下形貌(SEI) 近断面的内表面形貌无明显腐蚀及沿晶状沟 失效的膨胀节中间的波纹外表面油漆