大型锻造法兰脆性开裂原因分析

2012-10-22杜风贞武志勇

失效分析与预防 2012年4期

付饶，杜风贞，武志勇

(1.中国船级社，北京 100006;2.国家有色金属质量监督检验中心，北京 100088;3.中石油管道建设项目经理部，北京 100101）

0 引言

ASTM A694 F60是高压传输用管法兰、管件、阀门和相关零件用碳钢，是美国压力容器的一种常用材料，这类钢具有强度较高，合金含量低的优点，适合于大型承压管件［1］。其主要性能指标与国内的Q420相当，大型高压锻造管法兰国内部分还采用16Mn制造，这种钢性能相当于美国的ASTM A350 LF2钢。

国内对Q420或Q345钢大型锻造管法兰断裂研究较多［2-4］，而对于进口的采用ASTM A694－F60制造的大型锻造管法兰法脆断分析鲜有报道。某北方大型天然气传输企业一材质为ASTM A694－F60，型号为30'的进口管法兰组件发生爆裂，该组件由管法兰和管道通过焊接连接而成，未经投入使用仅在系统调试试压过程中，便发生了法兰颈部爆裂，此次事故对相关设备、厂房、造成较大的破坏，严重影响了工程项目进度，也对未来安全运行带来了隐患，有必要研究其失效原因。

通过对该爆裂法兰管件的2个部分进行断口宏观、微观观察，化学成分分析，金相组织检查、力学性能分析、能谱分析等工作，确定法兰爆裂失效的主要原因，并通过模拟实验验证分析结果的正确性，阐明法兰脆性断裂的机理，最后给出改进措施。