详解截止阀断裂的原因

某化工厂液氨球罐排放管上安装的截止阀在使 用过程中发生端法兰密封面泄漏, 经对法兰抱箍处 理, 继续运行了一段时间。日前截止阀在关闭状态 下从抱箍法兰内侧断开, 端法兰与阀体脱离。

截止阀断裂法兰的断口表面有 一层白色覆盖物, 在清洗前萃取断口表面覆盖物供 能谱成分分析。清洗后从断口表面形貌可见, 断裂 起源于法兰的内圈, 由内向外开裂, 断裂源区宽约 3 mm。此外, 在法兰的内圈与断裂源区对应的部 位, 观察到二处明显的腐蚀坑及一个约20 mm ×20 mm 的铸造缺陷。

应用扫描电镜和电子探针观察 与分析法兰断口表面形貌及缺陷区域显微成分, 应 用金相显微镜观察法兰的组织。

清洗后从法兰断裂源区断口形貌可见法兰的内 圈表面沿晶腐蚀开裂, 断面上有约1 mm 长的二次 裂纹, 断裂源区附近平坦的区域宽度约为3 mm , 长度约占圆周的1/ 5 。法兰裂纹扩展区域断口呈解 理断裂形式。

清洗前萃取的断口表面覆盖物, 经能谱定性分 析结果主要富集的是Ca 、Si 、Mg、Fe 及P 等元 素, 与截止阀外表面涂料的成分接近。

法兰正常部位的金相及电子金相组织可见石墨 呈片状, 是典型的灰铸铁显微组织, 在灰铸铁中珠 光体呈细片状, 有少量的磷共晶。

法兰内圈铸造缺陷截面电子金相组织可见, 在 铸造缺陷内镶嵌大量的砂粒。砂粒能谱定性分析结 果显示, 这些砂粒主要富集的是Si 、Al 、Mn、Ca 、 K、Na 、Mg、Fe 及P 等元素。

截止阀端法兰断裂是因为该阀长期使用, 材料劣 化, 承受不了液氨球罐压力的波动, 以腐蚀疲劳为 源, 造成了瞬间断裂。这一方面说明制造质量有问 题, 使阀门存在制造缺陷。另一方面说明用户对设备 缺乏管理和维护, 无设备使用寿命期限概念, 最终导 致截止阀断裂。阀门使用过程中, 既要不断维护, 保 证其正常工作, 又要定期更换, 避免其出现事故。

发布：上海仪欣阀门有限公司｜返回：阀门知识