输氧管焊缝热影响区环形裂纹产生的部位及原因分析

摘要

某煤炭化工企业在使用NO6600镍基合金管输送氧气的过程中,焊缝附近出现了环状裂纹,造成输氧管线发生泄漏.宏观观察发现,裂纹是沿着平行于焊缝的方向发生的周向贯穿型开裂,裂纹断口整齐,从断裂形态上判断为脆性断裂.利用扫描电子显微镜(SEM)观察可以看出,裂纹断裂是沿着晶界发生的脆性开裂,属于解理性断口.根据输氧管内壁黑色腐蚀产物的成分(EDS)分析,发现在裂纹区域有害元素w(S)高达3.07%~7.87%.XRD分析发现腐蚀产物相主要为FeNi2S4、Ni3S4等硫化物,这就揭示了输氧管环状裂纹的萌生、扩展与断裂的主要内在原因是硫化物应力腐蚀,硫化物的生成引发了合金焊缝热影响区(HAZ)发生了晶界脆化腐蚀,引发裂纹萌生、扩展,输氧管特定的工作条件这个外因促进和加速了裂纹的扩展,最终导致贯穿裂纹的产生.