分析薄壁不锈钢管开裂原因

薄壁不锈钢管作为流体输送时，有不少人反映其容易出现断裂现象。很多人怀疑是应力腐蚀造成的，为了分析薄壁不锈钢管开裂原因，我们打算对开裂钢管进行成分分析、裂纹分析，同时结合管道流体介质、应用环境温度等因素进行试验分析。

在60~120°环境下使用时，钢管中水质的氯离子含量及总硬度严重超标是导致不锈钢管在应力处发生应力腐蚀断裂的主要原因。应力与环境腐蚀协同作用下引起金属开裂（或断裂的现象）叫做应力腐蚀开裂（SSC）。304是非稳态奥氏体，在一定温度或一定水质环境下会发生应力腐蚀，由于应力腐蚀属于缓慢性腐蚀，因此也是最常见的腐蚀。

1、试验对象

某公司采购的304薄壁不锈钢管用作高温流体输送使用半年后发生了开裂。壁厚3mm，在两面的税友相交处均发生大量裂纹，纹路略呈锯齿状，并呈断续分布，且有的已呈穿透性。在裂纹附件有大量腐蚀坑，显微镜上放大观察，裂纹呈树枝状，与应力腐蚀裂纹极度相似。

2、研究方法

取开裂样一条，采用热电直读光谱仪进行成分分析、金相分析。对管中的水样进行氯离子、含盐量等指标进行分析。研磨抛光后的金相试样进行裂纹处微观形貌分析，以及用硝酸加硫酸氯化铁混合溶液腐蚀后，在蔡司金相光学显微镜下观察组织形貌。

3、水质分析

按照GB50050-2007的规定，对于传输高温水的薄壁不锈钢管要求使用过程中循环水小于45℃时，管内壁温度不大于70℃时，氯离子质量浓度不大于700mg/L，总硬度不大于1100mg/L。当水温大于45℃时，管内壁温度大于70℃时，要求总硬度小于200mg/L则对氯离子没有要求。在检测过程中发现，该不锈钢焊管是使用过程中其水温基本介于60~120摄氏度，对采集的水样进行分析，结果显示氯离子的质量浓度为408.95mg/L，总硬度达到1065.96mg/L，显然总硬度超标了。

4、金相分析

由于不锈钢流体管焊缝切割处裂纹起始于水面，向油面延伸扩展，主要集中在焊缝附近的水和水蒸气截面附近。且纹路呈干树枝状，裂纹边缘有的呈锯齿状，有的已呈穿透裂纹；树枝状裂纹是不锈钢在氯离子环境下应力开裂的典型特征。

以上就是关于分析薄壁不锈钢管开裂原因的过程及判定结果。发生应力腐蚀开裂必须有2个条件存在，即应力和腐蚀介质，而氯离子浓度、温度是造成腐蚀的重要因素。并且可以通过显微镜可分析出树枝状裂纹即是氯离子造成的应力腐蚀现象。