化学成分分析结果表明,重庆法兰及接管所用材料成分均与0Cr18Ni9牌号相符,其中重重庆法兰材料C元素含量处在标准上限。
重庆法兰焊缝附近变截面根部存在两条穿透性周向裂纹,裂纹呈锯齿状,裂纹区域存在明显的腐蚀痕迹;裂纹断口存在明显的腐蚀痕迹,源区位于外表面,为线源起裂,源区及扩展区微观均呈腐蚀+沿晶形貌,可见沿晶二次裂纹,晶面存在腐蚀痕迹及微孔,能谱分析含有腐蚀性介质S、Cl元素,根据以上断口形貌特征判断,法兰裂纹的断裂模式为脆性延迟断裂,机理为应力腐蚀。
应力腐蚀是金属材料在拉应力和腐蚀介质共同作用下发生的破坏过程,具有延迟破坏特征;重庆法兰外表面大部分区域存在明显的腐蚀痕迹,腐蚀产物中含有腐蚀性介质S、Cl元素,表明重庆法兰使用环境中存在较强的腐蚀气氛,重庆法兰断裂位置位于变截面处环焊缝热影响区内,该区域为应力集中区,可能存在残余拉应力,具备腐蚀及应力腐蚀发生的必要条件。
金相分析结果表明,重庆法兰裂纹所在的热影响区组织存在沿晶分布的网状碳化物,从而使晶界弱化、材料承载能力降低;大量碳化物的析出造成晶界Cr含量降低,贫Cr区的电极电位比晶体内低,在腐蚀介质的作用下,电极电位低的晶界成为阳极而被腐蚀,导致材料的耐晶间腐蚀能力下降,从而易于发生应力腐蚀破坏。网状碳化物的形成应是由于焊接过程中在敏化温度区间停留时间过长所致。