金属软管开裂原因及预防措施

1.概述

该装置有三个气化器，每个气化器有四个工艺燃烧器。燃烧器冷却水进出口管道由金属软管连接，提高了维护效率。金属软管运行一定时间后发生泄漏，严重制约生产。规格为DN50mm、PN10 MPa、壁厚4mm、长度3m的波纹金属软管24根。波纹管按GB/T14525—1993制造，所用材料包括:松套法兰304、管口304、钢丝网1Cr18Ni9和波纹管0Cr18Ni9。波纹金属软管内的介质是脱盐水，管外是大气。波纹金属软管覆盖有不锈钢丝网，末端与连接管焊接，但波纹金属软管与连接管的焊接部位没有得到有效保护。工作温度为常温，工作压力为2.1兆帕。

2.波纹金属软管损坏原因分析；

1）由于环境因素，奥氏体不锈钢对氯离子的应力腐蚀很敏感，而金属软管在潮湿的大气中工作，可能会因氯离子而导致应力腐蚀失效。由于氯离子的作用，网状钢丝中出现大量的点蚀坑和应力腐蚀开裂，相当一部分钢丝断裂，部分钢丝产生点蚀坑，导致有效截面减小。剩余钢丝的强度不足以承受波纹管的内压，导致钢丝网大面积断裂（实际上是整体的一根钢丝断裂），导致内部波纹管失去钢丝网的保护和轴向伸长的约束，波纹管过度弯曲，导致波纹管与螺纹接头焊接的薄弱部位过载断裂。钢丝上的氯离子来自含有大量氯离子的潮湿大气，造成钢丝大量点蚀坑和应力腐蚀开裂。

2）材料的冶炼质量和显微组织不符合要求。通过对钢丝网的成分和金相组织分析，表明该批钢丝网的钢丝在产品规格上不属于1Cr18Ni9，铬含量低，镍含量明显低，锰含量高。虽然钢丝的金相分析表明属于奥氏体单一组织，但这种成分的不锈钢不是常用的铬镍奥氏体不锈钢，而是属于非标准不锈钢；不锈钢波纹管的材质是0Cr18Ni9，也就是304不锈钢。波纹管本体（包括管端）的焊接未发现氯离子应力腐蚀。实践证明，在与网套管相同的外部环境中，波纹管不存在应力腐蚀断裂。

3）焊接因素，焊接位置存在严重缺陷，会进一步促进裂纹的产生和扩展。波纹管外表面有一部分断口被挤压擦伤，中间有明显的树枝状疏松斑。波纹管的焊接质量不好，存在气孔和树枝状疏松等缺陷，降低了壁厚的有效面积。

3.预防措施

1）为了解决金属软管的应力腐蚀失效问题，建议将钢丝网材料由1Cr18Ni9改为UNS434（国产品牌1Cr17Mo）铁素体不锈钢，波纹管管体材料由0Cr18Ni9改为UNS316（国产品牌0Cr17Ni12Mo2）。材料中的钼能抵抗点蚀，应力腐蚀开裂的发生和发展缓慢。同时，严格控制波纹管的焊接质量，加强对波纹管和连接管焊接部位的有效保护，有效避免安装过程中的损坏。

2）应建立定期检查制度，对所有软管进行检查，断线检查是检查的注意点。如果断丝过多，应酌情进行水压试验或更换。

4.影响

通过采取上述措施，各项运行参数稳定，满足工艺指标，完全能够满足生产需要，为公司“稳定、长期”的运行奠定了坚实的基础。