曹海平，张紫平

(大唐国际化工技术研究院有限公司，北京 100067)



输氧管焊缝热影响区环形裂纹产生的部位及原因分析

曹海平，张紫平

(大唐国际化工技术研究院有限公司，北京 100067)

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。

裂纹失效；热影响区；煤气化；氧气管；镍基高温合金

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2017.03.009

煤化工氧气管道(一般氧气纯度≥99.5%，压力通常为4～8.7MPa(g))具有氧气纯度高和压力高的特点，其危险性主要来自于自身燃烧、爆炸和氧气泄漏引起的火灾[1]。输氧管线的安全设计与运行一直是企业关注的重点，学者对输氧管的安全设计也有过一些研究[1-2]。虽然对于奥氏体镍基合金焊缝裂纹的产生与扩展机理已有了不少研究[3-6]，但对于输氧管因裂纹产生引发泄漏事故的分析相对较少。……