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304不锈钢法兰焊接裂纹分析及处理工艺
 
 
张有文
摘 要：在我们发电企业设备管道连接经常用到不锈钢管道和法兰，在有的水系统或酸碱管道经常用不锈钢替代碳钢，在焊接过程中，经常碰到焊接接头或法兰经常出现裂纹开裂现象，因此对于其裂纹和焊接的工作进行分析探讨是现阶段研究工作中的一项重要内容。本篇文章将对于不锈钢裂纹的相关问题展开讨论，分析其产生的真实原因，并对于具体的处理工艺提供一些合理的建议。
关键词：304不锈钢；焊缝；裂纹；晶间腐蚀
DOI：.37-1222/
0 引言
一般而言，304不锈钢具有十分优秀的可塑性以及耐蚀性，但是自身屈服强度相对比较差。由于内部碳的含量十分稀少，因此有着比较好的焊接性，适合安装工件的制造。然而，其自身热系数相对较小，因此有着比较高的电阻率。实际焊接的工作中必须严格遵守相关规定，以防烧损的问题出现。
1 问题简述
本次实验选取了内冷水管道，其连接方式为法兰连接的形式。内冷水管以及法兰的内部材料全部都是304不锈钢，且具体焊缝的位置设置了K形的坡口。
在进行检修时，发现内冷水管的内部的焊缝有一条明显的裂纹。对其打磨之后，发现内部有大量焊渣残留。具体没有完成焊接的部分大概有16毫米，内冷水管焊接的深度约为12毫米，而尾水管外部焊接的部分为16毫米。
在发现问题之后，机组人员扩大了检查的范围，隔离内冷水系统，对内部的焊缝进行检测，发现其裂纹与之前的裂纹十分相似，具有一定的共性。同时，最明显法兰本身也有十分明显的裂纹存在[1]。
初步选择的处理方式是将法兰进行更换，对所有焊缝进行打磨，并重新焊接。具体焊接的方法为氩弧焊，为了确保检修的进度不会出现拖延，因此对于层间的温度没有进行控制。在完成焊接的工作之后，发现法兰本体的裂纹逐渐加大[2]。
2 原因分析
（1）焊缝裂纹分析。利用光谱检验的方式对于法兰和尾水管进行检查，发现其内部的化学成分与304不锈钢完全不一样。
焊缝裂纹的产生主要原因是在实际焊接的过程中存在没有完全焊透的情况，而且层道之间的焊渣也没有进行清理。由此能夠判断，焊缝本身存在一定缺陷，从而导致焊缝表面有裂纹存在，其中根部没有焊透的情况所造成的结果最为严重。此类缺陷通常为危害性的缺陷，在管道投入运行的过程中，没有完全焊透的部位会有裂纹产生，从而导致裂开的情况出现。
（2）法兰本体裂纹分析。在内冷水管道内部发现碳化物聚集，比起法兰的晶粒，其个体相对比较小。
由此能够发现，法兰本体内部有大量碳化物析出，因此其内部的强度大幅度下降。而且晶体在实际固溶处理的过程中长时间停留于敏化温度的范围之内，从而出现了腐蚀[3]。
（3）返修裂纹分析。在进行返修的过程中由于层间温度没有得到有效控制，导致焊缝长时间停留于敏化温度的区间，从而产生晶间腐蚀。内冷水管内部的粒度相对较大，但是没有碳化物析出。然而法兰却有腐蚀的倾向，而且焊接的操作进一步加剧了这个过程，从而导致法兰裂开。
3 处理工艺
（1）法兰替换。为了防止在进行法兰制造的过程中有晶间腐蚀的现象出现，因此往往会对于其具体制造过程进行限定。通常会要求终缎的温度必须超过860℃，同时需要提前对平台以及实际操作的砧面进行预热。在锻造的实际过程中，尽可能防止有渗碳的情况出现，