Page 66 - 理化检验-物理分册2023年第十期
P. 66

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202310012


                           316L       不锈钢焊管横向裂纹产生原因



                                                 季艳娇, 潘 鑫, 汤 炀



                                        [ 浦项( 张家港) 不锈钢股份有限公司, 张家港 215636 ]
                    摘 要: 某316L不锈钢管发生开裂现象, 裂纹方向垂直于焊缝, 采用宏观观察、 化学成分分析、
                 金相检验、 扫描电镜及能谱分析等方法对裂纹产生原因进行分析。结果表明: 铜元素在断口表面富
                 集, 并呈沿晶分布特征; 不锈钢焊管在焊接时发生了铜污染, 在随后的热处理过程中, 低熔点的铜液
                 化并沿晶界渗入, 使晶界脆化, 在冷却拉应力的作用下产生铜污染裂纹, 导致钢管开裂。

                    关键词: 316L不锈钢; 焊管; 横向裂纹; 铜污染

                    中图分类号: TG115.2   文献标志码: B   文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 10-0050-02

                        Causesoftransversecrackof316Lstainlesssteelweldedp i p e

                                               JIYan j iao , PANXin , TANGYan g

                             [ POSCO ( Zhan gj ia g an g ) StainlessSteelCo. , Ltd. , Zhan gj ia g an g 215636 , China )


                     Abstract : A316Lstainlesssteel p i p ecracked , andthecrackdirectionwasp er p endiculartotheweld.The

                causesofthecracks wereanal y zed b y means of macrosco p ic observation , chemicalcom p osition anal y sis ,

                 metallo g ra p hicexamination , scannin g electronmicrosco py andener gy s p ectrumanal y sis.Theresultsshowthatthe

                co pp erelementwasenrichedonthefracturesurfaceandexhibitedinter g ranulardistributioncharacteristics.Co pp er

                contaminationoccurreddurin g theweldin g ofstainlesssteelwelded p i p e.Inthesubse q uentheattreatment p rocess ,

                lowmeltin gp ointco pp erli q uefiedandp enetratedalon gtheg rainboundar y , makin gtheg rainboundar ybrittle.

                Undertheactionofcoolin g tensilestress , co pp ercontaminationcrackswere g enerated , resultin g incrackin g ofthe

                steel p i p e.


                     Ke y words : 316Lstainlesssteel ; weldedp i p e ; transversecrack ; co pp er p ollution
              奥氏体不锈钢以 Cr元素和 Ni 元素为主, 其耐                        再次发生。
            腐蚀性高、 塑性好、 易于加工成型, 且具有良好的焊
            接性能, 是目前最重要的耐酸不锈钢。奥氏体不锈                           1 理化检验
            钢焊管是将奥氏体不锈钢的钢带卷曲成型后焊接制                            1.1 宏观观察
            成的钢管, 奥氏体不锈钢焊管的生产工艺相对简单、                               近几年, 常有一些焊管客户反馈不锈钢焊管在
            生产效率高、 产品性能优越, 且应用十分广泛, 如化                         密封性测试后出现裂纹, 与常见的焊管裂纹不同的
            工设备用管、 换热设备用管、 装饰管等               [ 1 ] 。不锈钢焊      是, 常见焊管裂纹通常发生在焊缝位置, 而该类裂纹
            管在使用过程中一旦发生开裂, 可能会造成非常严                            不是发生在焊缝处, 而是发生于焊管的母材位置, 且
            重的后果, 所以在焊管加工完成后通常要对其进行                            为垂直于焊缝的横向裂纹, 裂纹较短, 长度通常小于
            密封性测试, 如水压测试。笔者采用宏观观察、 化学                         3mm , 有时小如针尖状( 见图1 )。该类裂纹在304 、

            成分分析、 金相检验、 扫描电镜( SEM ) 及能谱分析                     316L 、 321等奥氏体不锈钢中均被发现过, 已发现缺
            等方法对裂纹产生原因进行分析, 以防止该类问题                            陷的母材试样均为厚度小于1.0mm 的薄板。

                                                                   开裂断口宏观形貌如图2所示, 中间为开裂区
                收稿日期: 2023-01-15
                                                               域, 左侧为裂纹两边人为掰断的区域。
                作者简介: 季艳娇( 1983- ), 女, 硕士, 主要从事不锈钢卷板新产
                                                              1.2 化学成分分析
            品开发及卷板生产加工过程中的缺陷分析和改善工作, 43373734@
                                                                   试样基体为 316L 不锈钢, 母材的化学成分如
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