1 开裂失效分析
结合各项检测分析情况可初步判定法兰开裂失效模式为应力腐蚀,因此从应力、介质与材料三个方面进一步阐明法兰开裂失效原因。
1.1 应力分析
蒸汽灭菌器工作过程中,法兰还要承受内压载荷及法兰预紧力载荷,与焊接残余应力叠加后形成法兰表面的定向应力,构成法兰开裂失效的定向应力因素。
1.2 介质分析
( 1) 培养基
拟灭菌处理的培养基主要成分为:米糠、玉米芯、棉籽壳、豆粕、玉米粉、木屑、麦皮、大豆皮等,该类物质不属于常见腐蚀品,对法兰开裂失效无直接作用。
1. 3 材质分析
现场光谱分析证明蒸汽灭菌器法兰材质为奥氏体304不锈钢,该材质在含氯介质环境中易产生应力腐蚀开裂,是构成应力腐蚀的材料要素。
2 预防措施
为避免灭菌器法兰开裂失效,特从制造单位与使用单位两方面提出以下预防措施:
(1) 首先,制造单位应重视异种钢焊接工艺过程的质量控制,焊工须严格按照焊接工艺规程操作;其次,建议将法兰焊于灭菌器端盖上,以方便施焊,从而降低该区域的焊接残余应力水平。
(2) 使用单位须注意控制蒸汽氯离子应力水平,可通过选用适当的汽水分离器,以提高汽水分离效率,降低蒸汽机械性携氯水平。
3 结论
蒸汽携带了较高水平的氯离子进入灭菌器内构成了腐蚀介质要素,在焊接残余应力叠加法兰工作应力并与腐蚀介质联合作用下,不锈钢法兰发生了开裂失效,其开裂机理为沿晶型氯化物应力腐蚀开裂。因此,蒸汽灭菌器端部法兰开裂失效的主要原因是应力腐蚀。