不锈钢压力容器封头开裂成因分析

奥氏体不锈钢压力容器封头开裂原因分析及应对措施

冷变形强化

塑料变形在低温下发生时，金属的硬度和强度会增加，可塑性和韧性会随着变形量的增加而减少。这就是冷变强化，也称为应变硬化。

与其他金属一样，奥氏体不锈钢头材料的冷变形通过电位增加缺陷，随着变形密度的增加、位移和强度的增加，与电位相互作用以改善材料。

材料是硬度和强度提高时降低韧性、冷变形增强的吴氏不锈钢头，可塑性变形或应力大时会出现裂纹现象。

马氏体相变

是指不扩散传单的一阶段性核和生长相变。比较奥氏体组织和马氏体组织，马氏体组织具有硬度和脆性特征。

由于奥氏体和马氏体两相共存的不同特性结构，奥氏体不锈钢封头冷加工头容易形成连续塑性变形或大应力下产生的微裂纹。

马氏体含量增加时，奥氏体不锈钢的刚度和强度增加，塑性和塑性变形减少，马氏体的增长与滑动位移和冲击冷变形密切相关。

因此，从晶体的角度来看，奥氏体不锈钢封头冷变形强化的本质是微观组织的变化(即某些奥氏体组织转变为马氏体)。

腐蚀环境的影响

奥氏体的耐蚀性优于马氏体，马氏体奥氏体两相共存时形成腐蚀、阳极腐蚀、电腐蚀和局部腐蚀。

关于修改压力容器技术标准的建议

TSG 21-2016 《固定式压力容器安全技术监察规程》于2016年10月实施。

指出制造过程中材料变形对结构的影响很大，包括微观结构和材料的力学性能，如果材料需要热处理，都要达到一致的状态。

但是，如果制造过程中材料的热处理状态受损，则要进行热处理以恢复压力元件性能。

新规定不仅考虑了“变形对材料特性的影响”，还考虑了组织变化对材料特性的影响。

讨论了冷加工成型对材料性能的影响。近年来奥氏体不锈钢的冷弯头开裂现象不断出现，大容量规则的实施未能完全控制缺陷的发生，修改现行压力容器技术标准势在必行。

关于问题的讨论

奥氏体不锈钢封头的还原特性只是材料的热处理，考虑到材料变形对材料的影响，不考虑材料性能的影响。奥氏体不锈钢封头不仅是气候变化引起的变形。

除了变形因素、外部因素的影响外，结构的变化还包括镍当量、应变率、变形、和残余应力、塑性变形等。

变形控制

奥氏体不锈钢封头的屈服强度一般为30% ~ 45%。变形量达到10% ~ 12%时，屈服强度比为70% ~ 75%，随着变形量的增加，较多可弯曲85% ~ 90%，但材料的韧性同时下降。

一般使用10% ~ 12%范围内的数值，将冷加工后奥氏体不锈钢封头的可塑性和韧性储备控制为奥氏体不锈钢的冷变形控制值。变形比控制值小时，可以确保奥氏体不锈钢封头的可塑性和韧性达到标准。变形大于控制，可塑性和韧性就会下降。