某公司采用公司Q195熱軋帶鋼生產(chǎn)成直縫鋼管，最后制成的消防管 件，消防管件在打壓（漲管）過程中造成斷裂失效如圖，對管件斷裂進(jìn) 行失效分析.

母材和焊縫上，管件有表面鍍鋅層。 按照GB3524—2005和進(jìn)行化學(xué)成分分析， 化學(xué)成分如下表： 鋼種 C Si Mn P S Q195 0.10 0.15 0.40 0.016 0.032



檢驗結(jié)果：（參照GB10561-2005，GB224-87，GB6394-2002） 1．硫化物類：A3 2．管件的內(nèi)表面脫碳層為100μm，管件的外表面脫碳層為150μm。 3.焊縫兩側(cè)同樣位置，斷裂處晶粒度為10.0級，未斷裂處晶粒度8.0 級。

斷裂原因分析:
1.管件采用高頻直縫管制作，高頻直縫管焊接加熱及冷卻速度特別 快，易于促使HAZ硬化低碳鋼的不完全重結(jié)晶區(qū)，在急冷急熱的條件下 會表現(xiàn)出高碳鋼的特點(diǎn)。 其熱影響區(qū)也存在過熱區(qū)、重結(jié)晶區(qū)、不完全重結(jié)晶區(qū)和再結(jié)晶區(qū) 諸區(qū)段。此外，在低碳鋼焊接熱影響區(qū)，還可能存在一個組織上與母材 并無區(qū)別.但塑、韌性顯著低于母材的脆化區(qū)，因該區(qū)呈藍(lán)縈色而得名藍(lán) 脆性區(qū)，其溫度范圍可自200℃一直延伸到750℃。 從圖片a2 、a1、b1、b2中對比晶粒大小，斷裂處晶粒度為10.0級（晶 粒大小不均勻），未斷裂處晶粒度8.0級（晶粒大小均勻）。晶粒大小不均 勻就造成熱影響區(qū)應(yīng)力集中，同時在急冷急熱的條件下會表現(xiàn)出高碳鋼 的特點(diǎn)，就會體現(xiàn)鋼材在很小的力的作用下發(fā)生脆斷，于是管件在打壓 時，很小的力，幾乎沒有延伸的情況下斷裂失效。
2. 管件的表面脫碳嚴(yán)重，內(nèi)表面脫碳層為100μm，外表面脫碳層 為150μm，總計達(dá)250μm。實驗表明，鋼材在做拉伸實驗時，加載力 的過程中，鋼帶的表面回產(chǎn)生很多裂紋；彎曲實驗時也產(chǎn)生裂紋，造成 力學(xué)實驗不合格。如圖b2中的圓圈內(nèi)的裂紋，就是一個裂紋源。
3.硫化物類夾雜物含量達(dá)到3級，雖然硫化物類夾雜物的延伸性好, 但是會導(dǎo)致延伸率降低，就造成管件在打壓過程中打壓壓力很小，遠(yuǎn)沒 有達(dá)到鋼材的延伸率就發(fā)生斷裂失效。



管件外表面受到大的拉應(yīng)力，同時從試樣外觀檢驗，管件斷裂發(fā)生 在高頻焊縫的熱影響區(qū)，沒有斷在母材和焊縫上。微觀觀察，對照焊縫 的兩側(cè)（沒有斷裂的一側(cè)和斷裂的一側(cè)），管件斷裂側(cè)熱影響區(qū)較小。 高頻焊管時為了提高產(chǎn)量，采用高的焊接速度，形成的熱影響區(qū)小，導(dǎo) 致熱影響區(qū)與母材的晶粒差異較大，造成了明顯的分界線，VRRP提供數(shù)據(jù)負(fù)載均衡和自動冗余鏈路。如RG-S8600就可以作為核心 層設(shè)備。

機(jī)房的布線系統(tǒng)直接影響到未來機(jī)房的功能，一般布線系統(tǒng)要求布 線距離盡量短而整齊，排列有序。具體的方式有“田”字形和“井”字形兩 種：“田”字形較適用于環(huán)形機(jī)房布局，“井”字形較適用于縱橫式機(jī)房布 局，它的位置可安排在地板下，也可吊頂安裝，各有特點(diǎn)。

形成了大的焊接應(yīng)力。采取加大焊接線能量的焊接工藝（降 低焊速、加大焊接電流，降低焊逢的冷卻速度），減少熱影響區(qū)與母材 的晶粒差異較大，避免明顯的晶粒分界線，同時也降低了熱影響區(qū)應(yīng)力 集中。 在同一應(yīng)力狀態(tài)下，焊縫含氫量高，裂紋孕育期短，裂紋傾向大。 當(dāng)應(yīng)力狀態(tài)惡劣，即使含氫量低，在很短孕育期內(nèi)會產(chǎn)生裂紋。但是決 定延遲裂紋產(chǎn)生與否，存在一個臨界含氫量與臨界應(yīng)力值。若氫低于臨 界含氫量，拉應(yīng)力低于強(qiáng)度極限，則孕育期將無限長，實際上不產(chǎn)生延 遲裂紋。同時焊縫金屬中的含氫量、接頭承受的應(yīng)力水平以及接頭金屬 的塑性儲備，三者對延遲裂紋產(chǎn)生的作用是相互聯(lián)系的。焊縫高含氫量 在低應(yīng)力下就會誘發(fā)出裂紋，而低含氫量需要高應(yīng)力下才達(dá)到誘發(fā)裂紋 狀態(tài)。含氫量及應(yīng)力都低時，在長時間才能達(dá)到裂紋產(chǎn)生條件。材料的 塑性儲備起到調(diào)節(jié)作用。而此次管件失效中，由于焊縫一般含碳量低， 缺口敏感性小，而近縫區(qū)由于晶粒粗大，過飽和空位濃度高，熱影響區(qū) 與母材的晶粒差異大，應(yīng)力集中程度高和脫碳嚴(yán)重等不利條件，使熱影 響區(qū)易于產(chǎn)生延遲裂紋。因此在高頻焊管時首先要對焊口處的母材要進(jìn) 行氧化物的處理，減少焊縫中的含氫量。避免延遲裂紋造成管件在熱影 響區(qū)斷裂。 因此，鋼帶表面嚴(yán)重脫碳和焊縫熱影響區(qū)應(yīng)力集中是導(dǎo)致消防管件 打壓過程中斷裂失效的主要原因，另外夾雜物和氫含量也會影響焊縫質(zhì) 量。



改進(jìn)意見和建議：
1．嚴(yán)格控制鋼坯在加熱爐中的加熱溫度和加熱時間，防止鋼帶表 面脫碳。
2. 高頻焊管時，優(yōu)化焊接工藝，防止應(yīng)力集中而引起的斷裂（加大 焊接線流量或降低焊接速，保證焊縫熱影響區(qū)的一定的寬度，避免焊件 在焊縫和焊縫熱影響區(qū)斷裂）
3．提高鋼水的純凈度，降低夾雜物含量和氫含量（煉鋼物料和中 包的烘烤）。