摘要

管道用的304不銹鋼，由于接觸內部介質以及外部溫度濕度的變化，會發生泄漏。這種泄漏原因如果不及時排查，有可能會發生大范圍泄漏，從而導致生產損失。廣東科景技術服務有限公司應某施工方委托，對某304不銹鋼三通管泄漏原因進行了分析。

前言

無

案例詳情

一、來樣為自來水供水用304不銹鋼三通管的焊接接頭一件，管徑200mm，見圖1和圖2。來樣在內表面有1、2、3、4四個位置標記，外表面標記與內表面對應。標記1、2、3在焊縫一側（較厚管一側，以下稱管1），4在焊縫另一側（較薄管一側，以下稱管2）。標記1處內外表面可見深色斑塊；2、3、4在內表面有深色斑塊，外表面無明顯變化。焊接用焊絲牌號為ER308L，客戶反映使用時間約半年左右，使用時標記1處有漏水現象，要求分析泄漏原因。



二、經過各個關鍵位置全面的宏觀分析，發現有幾個位置深色斑塊中有一條貫穿的長直條缺陷，該缺陷底部觀察到有斜坡往一側內部延伸，不屬于劃傷痕跡，放大觀察發現沿缺陷底部和缺陷旁一處有孔隙存在，還有幾處有深色斑塊，有疑似燒傷痕跡。



三、化學成分分析
在焊縫兩側分別取樣進行化學成分分析，較厚管（管1）和較薄管（管2）的化學成分見表1，符合GB/T 14976-2012標準中對06Cr19Ni10（對應美標牌號：304）。

注a：按GB/T 222-2006標準要求，允許下偏差為0.15。另，焊絲符合牌號為ER308L的化學成分要求。
四、金相檢驗
切取了內表面斑塊處的橫截面作為檢測面，經鑲嵌、磨拋處理，觀察拋光態形貌后用3：1的鹽酸水溶液室溫侵蝕，觀察其顯微組織。
有些位置可見貫穿內外表面的裂紋，裂紋起源于內表面缺陷處，在近內表面一側形成內部空洞，空洞內晶粒沿晶界被剝離；裂紋尖端呈現沿晶界擴展特征；基體組織為單一的奧氏體組織。裂紋處晶粒比基體晶粒細小，應位于焊縫的熱影響區——細晶區，裂紋處未見明顯非金屬夾雜物異常。
還有位置內表面熔合線附近有一處明顯缺陷，底部呈現腐蝕傾向，未發現沿內壁向內部腐蝕跡象?；w為單一的奧氏體組織。拋光態可見明顯非金屬夾雜物，按GB/T 10561-2005標準中實際檢驗A法評定，評定為C類細系2.5級。腐蝕后熔合線處未見明顯晶粒粗大，焊接無過熱傾向。


五、掃描電鏡+能譜分析
5.1 掃描電鏡表面形貌觀察
內表面可見二次裂紋，呈明顯晶間特征?？锥磧纫材芸吹矫黠@沿晶特征。

5.2 能譜分析
用掃描電鏡+能譜儀分析標記1處樣品的孔隙處和基體成分，腐蝕產物含氯、含硫。

六、分析結論
綜合以上分析，管子化學成分、非金屬夾雜物無明顯異常、焊接工藝也未發現明顯異常。發生泄漏的主要原因疑為以下幾點：
1. 在內表面發現明顯長直條狀缺陷，結合截面形狀分析應為鋼管成型過程中產生的折疊，折疊處有縫隙存在，當縫隙的寬度處于發生縫隙腐蝕的縫隙范圍內時（一般在0.025 ~ 0.1mm 之間），有腐蝕介質存在時，引發了縫隙腐蝕；
2. 鋼管焊接時，會產生殘余應力，鋼管焊接部位的熱影響區細晶區內表面承受拉應力，產生縫隙腐蝕后，沿鋼管近內表面縫隙腐蝕部位往鋼管外表面沿晶擴展，最終貫穿整個壁厚，從而導致泄漏的發生。
內表面的深色斑塊疑為焊接時飛濺物附著到鋼管表面產生的燒傷，焊接飛濺高溫導致表面元素發生變化從而發生腐蝕，腐蝕只是在表面，未影響到鋼管基體組織。

七、建議：
1. 成型過程中避免折疊產生；
2. 添加焊后熱處理工藝，消除焊接殘余應力；
3. 焊后打磨去除表面飛濺物和氧化物，再經現場酸洗鈍化；
4. 現場發現線型缺陷后可打磨至缺陷消失后，經酸洗鈍化，再投入使用；
5. 建議選用304L不銹鋼或者含鉬的316或316L不銹鋼，可降低此類風險。

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