城市天然气管网用波纹管膨胀节开裂分析

石油与化 工设备 城市天然气管网用波纹管膨胀节开裂分析 董保胜 ，陈志昕 ，陈宏达。 ，赵 勇辉 ，秦 文平 ( 1 ． 中国石油集团石油管工程技术研究院 ， 陕西 西安 7 1 0 0 6 5 ) ( 2 ． 西安秦华天然气有限公司 ， 陕西 西安 7 1 0 0 7 5 ) [ 摘 要 ] 对 两件城 市天然 气管 网用奥 氏 体 不锈钢 波纹管膨胀节发生的波峰环向开裂进行 了失效分析 ，经显微硬度 、化学成 分、断 口 金相 、扫描 电镜和能谱检测及 分析表 明，波纹管开裂形式为典型 的应力腐蚀沿晶开裂，主要原 因是波峰处硬度偏高 及c 1 一 和s 2 等有 害元素所致 。 [ 关键词]波纹管膨胀节；应 力腐蚀开裂；失效分析 波纹 管膨 胀 节 是城 市天 然气 输 送 管 网系统 中最 常 用 的补 偿 元 件 。管 道 的冷 热 变形 、机 械 变 形、各种振动、大型贵重设备与管道 间的柔性连 接 等 都 离 不 开 波 纹 管 膨 胀 节 。波 纹 管膨 胀 节 因具 有投资少 、见效快等特点 ，而得 到广泛应用 。单 式轴 向U型波 纹管 膨胀 节 是常 用 的一种 形式 ，与其 它 受 压 管 道 元件 如 阀 门、 弯头 、法 兰 等 相 比 ，波 纹管膨胀节是管道系统 中的薄弱 环节 。近年来 ， 我 国城 市 天 然气 管 网 使用 奥 氏体 不锈 钢 波 纹 管 膨 胀 节 的 情 况 愈来 愈 多 ，用 量 也 愈 来 愈大 ，膨 胀 节 失 效 事例 也 愈 来 愈 多f 1 】 。本 文 对两 件 城 市 天 然 气管网用奥 氏体不锈钢波纹 管膨胀节 的开裂进行 了失效分 析 ，给 出 了失效 原 因和 使用 建议 。 l 开裂情况及宏观分析 两 件 开 裂 的波 纹 管 为 GB ／ T 1 2 7 7 7 一 l 9 9 9 《 金 属 波 纹 管 膨 胀 节 通 用 技 术 条 件 》 规 定 的 单 式 轴 向u型 波 纹 管 ， 端 部 为 法 兰 连 接 型式 ， 设 计 压 力 1 ． 6 MP a ，工 作 压 力 0 ． 2 MP a ，公 称 通 径 8 0 r am，波 数4 ，波纹管壁厚1 ． 0 mm，据用户提供信息，波纹 管材质 为0 C r l 8 N i 9 或 1 C r l 8 N i 9 T i 奥 氏体不锈钢钢 板 。编 号 为 1 号 的波纹 管 膨 胀节 2 0 0 6 年 1 0 月启用 ， 2 0 0 7 年冬季在流 向方向第2 波峰处发......