304不锈钢法兰紧固双头螺柱开裂原因分析

某沿海分输站卧式分离器液位计9根304不锈钢法兰紧固双头螺柱发生了开裂失效。为了确定该批双头螺柱开裂原因,对其进行了裂纹宏观形貌分析、材料化学成分分析、裂纹形貌金相分析、断口形貌扫描电镜分析和断口表面成分能谱分析。结果表明,失效双头螺柱材料的碳元素含量较高,不符合GB/T 3098.6—2014标准的要求。失效双头螺柱材料的晶粒度为3.0~5.0级。失效双头螺柱中的裂纹为沿晶开裂裂纹,且主裂纹附近存在树枝状微裂纹。开裂裂纹表面含有可导致奥氏体不锈钢发生应力腐蚀开裂的氯元素。因此,失效双头螺柱开裂为氯离子导致的应力腐蚀开裂。建议沿海环境条件下应选用双相不锈钢或超纯铁素体不锈钢等材料的双头螺柱。