摘要

管道用的304不锈钢，由于接触内部介质以及外部温度湿度的变化，会发生泄漏。这种泄漏原因如果不及时排查，有可能会发生大范围泄漏，从而导致生产损失。广东科景技术服务有限公司应某施工方委托，对某304不锈钢三通管泄漏原因进行了分析。

前言

无

案例详情

一、来样为自来水供水用304不锈钢三通管的焊接接头一件，管径200mm，见图1和图2。来样在内表面有1、2、3、4四个位置标记，外表面标记与内表面对应。标记1、2、3在焊缝一侧（较厚管一侧，以下称管1），4在焊缝另一侧（较薄管一侧，以下称管2）。标记1处内外表面可见深色斑块；2、3、4在内表面有深色斑块，外表面无明显变化。焊接用焊丝牌号为ER308L，客户反映使用时间约半年左右，使用时标记1处有漏水现象，要求分析泄漏原因。



二、经过各个关键位置全面的宏观分析，发现有几个位置深色斑块中有一条贯穿的长直条缺陷，该缺陷底部观察到有斜坡往一侧内部延伸，不属于划伤痕迹，放大观察发现沿缺陷底部和缺陷旁一处有孔隙存在，还有几处有深色斑块，有疑似烧伤痕迹。



三、化学成分分析
在焊缝两侧分别取样进行化学成分分析，较厚管（管1）和较薄管（管2）的化学成分见表1，符合GB/T 14976-2012标准中对06Cr19Ni10（对应美标牌号：304）。

注a：按GB/T 222-2006标准要求，允许下偏差为0.15。另，焊丝符合牌号为ER308L的化学成分要求。
四、金相检验
切取了内表面斑块处的横截面作为检测面，经镶嵌、磨抛处理，观察抛光态形貌后用3：1的盐酸水溶液室温侵蚀，观察其显微组织。
有些位置可见贯穿内外表面的裂纹，裂纹起源于内表面缺陷处，在近内表面一侧形成内部空洞，空洞内晶粒沿晶界被剥离；裂纹尖端呈现沿晶界扩展特征；基体组织为单一的奥氏体组织。裂纹处晶粒比基体晶粒细小，应位于焊缝的热影响区——细晶区，裂纹处未见明显非金属夹杂物异常。
还有位置内表面熔合线附近有一处明显缺陷，底部呈现腐蚀倾向，未发现沿内壁向内部腐蚀迹象。基体为单一的奥氏体组织。抛光态可见明显非金属夹杂物，按GB/T 10561-2005标准中实际检验A法评定，评定为C类细系2.5级。腐蚀后熔合线处未见明显晶粒粗大，焊接无过热倾向。


五、扫描电镜+能谱分析
5.1 扫描电镜表面形貌观察
内表面可见二次裂纹，呈明显晶间特征。孔洞内也能看到明显沿晶特征。

5.2 能谱分析
用扫描电镜+能谱仪分析标记1处样品的孔隙处和基体成分，腐蚀产物含氯、含硫。

六、分析结论
综合以上分析，管子化学成分、非金属夹杂物无明显异常、焊接工艺也未发现明显异常。发生泄漏的主要原因疑为以下几点：
1. 在内表面发现明显长直条状缺陷，结合截面形状分析应为钢管成型过程中产生的折叠，折叠处有缝隙存在，当缝隙的宽度处于发生缝隙腐蚀的缝隙范围内时（一般在0.025 ~ 0.1mm 之间），有腐蚀介质存在时，引发了缝隙腐蚀；
2. 钢管焊接时，会产生残余应力，钢管焊接部位的热影响区细晶区内表面承受拉应力，产生缝隙腐蚀后，沿钢管近内表面缝隙腐蚀部位往钢管外表面沿晶扩展，最终贯穿整个壁厚，从而导致泄漏的发生。
内表面的深色斑块疑为焊接时飞溅物附着到钢管表面产生的烧伤，焊接飞溅高温导致表面元素发生变化从而发生腐蚀，腐蚀只是在表面，未影响到钢管基体组织。

七、建议：
1. 成型过程中避免折叠产生；
2. 添加焊后热处理工艺，消除焊接残余应力；
3. 焊后打磨去除表面飞溅物和氧化物，再经现场酸洗钝化；
4. 现场发现线型缺陷后可打磨至缺陷消失后，经酸洗钝化，再投入使用；
5. 建议选用304L不锈钢或者含钼的316或316L不锈钢，可降低此类风险。

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