法兰泄漏失效原因分析_张良

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1、第40卷第4期Vol.40No.42015年4月HEATTＲEATMENTOFMETALSApril2015法兰泄漏失效原因分析张良，罗金恒，李金凤，董保胜(中国石油集团石油管工程技术研究院，陕西西安710077)摘要:通过磁粉检测、化学成分分析、硬度测试、金相分析和扫描电镜分析等方法对法兰泄漏原因进行了分析。结果表明:法兰上存在原始裂纹是法兰泄漏的主要原因。原始裂纹在组织脱碳之前已经形成，建议用磁粉法检测此类原始缺陷。关键词:法兰;泄漏;脱碳;原始裂纹中图分类号:TG404文献标志码:A文章编号:0254-6051(2015)04-0201-

2、04FailureanalysisofaleakflangeZhangLiang，LuoJinheng，LiJinfeng，DongBaosheng(CNPCTubularGoodsＲesearchInstitute，Xi'anShaanxi710077，China)Abstract:Thereasonsofaleakflangewereanalysedbymagneticparticleinspection，chemicalcompositionanalysis，hardnesstest，metallographicexaminationan

3、dscanningelectronmicroscopy．Theresultsshowthattheoriginalcrackismainreasonresultedinflangeleakage．Theoriginalcrackisformedbeforethemcirostructuredecarburization．Itissuggestedthatdetectingthisoriginalcrackbymagneticparticleinspection．Keywords:flange;leak;decarburization;origi

4、nalcrack［1］16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0．16%左右，屈服点等于343MPa(强度级别属于343MPa级)。16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必［2］［3］预热。某16Mn钢法兰在运行时发生泄漏，该法兰依据标准NB/T47008—2010《碳素钢和合金钢锻件》制造，热处理状态为正火。以下从无损检测、理化性能测试、裂纹分析、综合分析等方面对法兰泄漏原因进行分析。1磁粉检测及宏观分析图1磁粉检测照片磁粉检测主要针对表面缺陷进行判定，采用CJZ-Fig．1Pictureofmagneticparticleinspecti

5、on212E型磁粉检测仪，依据JB/T4730．4—2005《承压设电镜试样，分析裂纹周围组织及断口形貌。备无损检测第四部分:磁粉检测》对法兰与相邻钢管2．1化学分析(包含环焊缝)的内、外表面进行100%磁粉检测，检测采用AＲL4460直读光谱仪，依据GB/T223．13—结果表明:在环焊缝法兰端的热影响区内发现外表面2000《钢铁及合金化学分析方法硫酸亚铁铵滴定法测定长度为7mm、内表面长度为4．5mm的轴向裂纹(图钒含量》对法兰进行化学成分分析，结果如表1所示，法1)，其余位置均无明显异常。兰化学成分均满足标准要求。2成分分析及性能测试表1

6、法兰的化学成分(质量分数，%)为了分析法兰性能是否满足标准要求，在法兰上Table1Chemicalcompositionoftheflange(massfraction，%)取化学、硬度和金相试样，另外在裂纹处取金相试样和测试元素CSiMnPSCrNiCu收稿日期:2014-10-10实测值0．160．321．580．0240．0180．0380．0210．036作者简介:张良(1986—)，男，硕士，工程师，主要从事油气输送管道安全评价与失效分析工作，发表论文10余篇，联系电话:029-81887651，标准0．13～0．20～1．20～≤

7、≤≤≤≤E-mail:zhangliang008@cnpc．com．cn要求0．200．601．600．0300．0200．300．300．25doi:10．13251/j．issn．0254-6051．2015．04．048202第40卷2．2硬度测试在未开裂部位取样，采用BH3000型硬度计，依据标准GB/T231．1—2009《金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》对法兰与钢管环焊缝、热影响区和(法兰)母材的硬度进行测试。结果如图2所示，标准NB/T47008—2010《碳素钢和合金钢锻件》中要求硬度值在128～180HBW之间(不包括

8、焊缝和热影响区)，可以看出，法兰硬度值均满足标准要求。图3泄漏断口形貌Fig．3Macroappearanceoftheleakfracture3．2