304不锈钢弯头开裂原因分析

潘恒沛，王刚，郭海霞，张欣耀，3

1.洛阳船舶材料研究所 河南洛阳 471023

2.洛阳双瑞万基钛业有限公司 河南洛阳 471023

3.河南省船舶及海工装备结构材料技术与应用重点实验室 河南洛阳 471023

1 序言

某管道不锈钢弯头在使用过程中发生了开裂，管道内主要成分为甲醇，作用为吸收煤气中的H2S、CO2等气体，在使用一段时间后弯头上产生了一条较长的裂纹，甲醇泄漏。为查明泄漏原因，笔者对弯头裂纹产生原因进行了分析。

2 理化检验

2.1 宏观观察

宏观观察，未发现弯头外表面有明显的腐蚀特征，弯头裂纹较窄，长度约80mm，裂纹方向与管道轴向呈45°夹角，裂纹附近未发现明显的机械损伤和变形特征。弯头裂纹形貌如图1所示，箭头指向为裂纹位置。

图1 弯头裂纹形貌

2.2 化学成分分析

取弯头试样进行化学成分分析，结果见表1。弯头材质符合G B/T 1220—2007对304不锈钢的（06Cr19Ni10）化学成分要求。

表1 304不锈钢弯头化学成分（质量分数）（%）

2.3 力学性能检测

取弯头试样进行力学性能检测，结果见表2。弯头力学性能符合GB/T 14976—2012对304不锈钢（06Cr19Ni10）拉伸性能的要求。

表2 力学性能分析结果

2.4 扫描电镜分析

将断口打开后置于扫描电镜下进行观察，裂纹断口整体较平整，裂纹起裂于弯头管道内表面，由内表面向外表面扩展。裂纹扩展区主要呈现沿晶+准解理特征，整个断口呈现脆性断裂特征，形貌如图2、图3所示。将断口清洗后进行能谱分析，断口表面S、Cl元素含量较高，能谱分析如图4所示。能谱分析结果见表3。

图2 裂纹源区低倍形貌

图3 裂纹扩展区形貌