在罐头行业中不锈钢夹层锅作为制汤、溶浆设备用得比较普遍,但在所对这些夹层锅的检验中发现普遍存在着腐蚀裂纹,其初起部位在锅内(材质为1Cr18Ni9Ti)的焊缝或热影响区上,呈树枝状,其方向都是顺延焊缝或热影响区,其产生裂纹的时间大都在投用6~12个月内出现,大约在裂纹出现后的半年至一年时间里可发展到布满整条焊缝或热影响区上,裂纹数量也迅速增加,且交叉成龟裂状,其深度也迅速由外向内发展,直至穿透。后期其腐蚀裂纹特点呈两头小中间大,中间形成空穴而造成报废。
产生裂纹的原因分析
1这种锅在制作过程中由于半球形封头瓣片采用冷作加成形,未经消除应力处理,使瓣片内存在较大残余应力,且半球形封头的瓣片在焊接过程中由于形状的限制拘束度较大,熔池冷却后,金属收缩,而其外形尺寸已固定难于随其收缩,这就产生了在焊缝及热影响区上的方向垂直于焊缝的拉伸应力。
2焊接过程,锅内不锈钢间的焊接采用手工电弧焊接,焊条采用A102其成分与1Cr18Ni9TI,成份相近可作为1Cr18Ni9TI不锈钢板间焊接的焊条,在焊接过程中由于母材与熔合区间,及热影响区与熔合区之间,存在着较大的温度梯度;而导致不锈钢被敏化加热,碳向晶间界的扩散速度较铬为快并以碳化物(Cr23C6)的形式在晶间界上折出,而折出的碳化物(Cr23C6)中含铬量要比钢中铬的平均含量多得多,因此在晶界及其邻近区域(焊缝及热影响区)由于碳化铬在晶界的聚集沉淀的形成而产生沿晶界的贫铬区。
3裂纹的产生
这种锅作为罐头配汤用锅其介质主要成分为水、NaCl及微量防腐剂,使用过程夹套内通入0.3MPa水蒸汽,加热至锅内汤水沸腾为止,由于锅的制作过程中产生垂直焊缝的拉伸应力,以及由于焊接产生的晶界间的贫铬区,加上使用介质中存在大量的Cl-离子。使金属在腐蚀性介质和拉伸应力的共同作用下而产生应力腐蚀破坏,此时腐蚀和应力是互相促进的,晶间腐蚀,使金属的晶间结合力降低:应力腐蚀可以使金属在应力作用下加速腐蚀的进展,使表面缺口向深处(或沿晶间)扩展,最后导致断裂。所以应力腐蚀可以使金属在应力大大低于它的强度极限的情况下破坏。
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