中国石化集团南京化学工业有限公司硫磺制酸系统所用原料液硫由船运至码头，再由泵打入装置区的贮罐。为克服江水波动及趸船晃动，码头栈桥与河岸之间的液硫输送管线选用了金属软管。该金属软管使用不久即发生破裂导致液硫泄漏。为此。分析破裂原因，并同供应商及制造单位进行了交流，提出了改进意见。

     1 金属软管基本情况及使用条件:

金属软管的设计参数为：夹套伴随软管内层管DN125，外层管DN200，长度为10 m，材质为304不锈钢，壁厚为0．8 mln，设计压力1．0 MPa。使用条件为：液硫间歇输送，内层液硫工作压力为0．6 MPa，温度为135 oC；外层蒸汽压力为0．5 MPa，温度140℃ 。

2 破裂检测

2．1 宏观检测

对金属软管泄漏部位取样着色检查，发现泄漏部位在内层软管紧靠管接头的波纹管第一个波峰上，裂纹呈周向分布，裂纹内表面开口较外表面大。由此可以推断，裂纹由内向外扩展。

2．2 金相分析

首先对断口附近304不锈钢材料原始组织进行了金相分析(见图2)，金相组织为奥氏体。晶界上有少量黑点，应为少量碳化物析出。然后对断口裂纹组织进行金相分析，从裂纹金相显微形貌观察，断口组织发生明显的沿晶和穿晶断裂。

2．3 扫描电镜分析

为进一步看清断口的形貌，在断口金相分析的基础上分别取点进行扫描电镜分析，清楚地看

出裂纹沿晶断裂和穿晶断裂的形貌。从断口照片可以看出，出现了沿晶和穿晶断裂，说明断口处的应力水平较高，泄漏部位发生了应力腐蚀，裂纹由内向外扩展，贯穿整个截面直至开裂。同时，在沿晶裂纹断口形貌图上，可以看出有明显的碳化物腐蚀坑。

3 原因分析

3．1 介质因素

液硫本身有一定的酸性。在装卸过程中，液硫又难免夹带少量水及氧气，氧化后呈一定的酸性，故进一步加大了液硫的酸度；另一方面，金属软管材料在生产及加工过程中固溶处理不当，碳化物未能充分固溶，材料本身有碳化物析出，这样大大降低了304不锈钢本身的耐蚀性能，在酸性条件下，首先在这些位置发生微区电化学反应，出现腐蚀。

3．2 受力因素

金属软管断裂部位位于第一个波峰的上侧软硬管交界处。由于软管过长，断裂处曲率过大，应力集中。另外，在使用过程中，采用间隙输送液硫。不输送时，停供蒸汽，软管内液硫固化充满软管，使软管变成刚性管，不能吸收趸船晃动位移时产生的应力。在上述两种应力的共同作用下，金属软管产生了应力腐蚀而开裂。

4 改进措施

a． 根据对原材料的金相分析，与金属软管制造厂家进行了交涉，要求加强对材料的生产管理，对化学组分、组织严格把关，在加工过程中注意对材料进行保护，严禁电弧飞溅灼伤材料表面，不得用铁素体材料敲击或划伤材料；做好材料的固溶处理及酸洗钝化等工作。

b． 通过对软管使用中受力的分析，对软管的波形进行改进，减小波距，增加单位长度上波数，从而降低了软管的刚度，改善了软管的受力。
c． 合理选用软管的长度，将软管的长度由原10 m改为4．5 m，按生产厂的要求进行了安装，减少弯曲部分的曲率，进一步改善金属软管的受力。

d． 改进操作方法，当输完一船液硫后，立即将管中的剩余硫磺放尽，并且不关闭夹套里的保温蒸汽，维持软管处于工作状态温度。

5 改进效果

通过以上改进，重新安装的金属软管已经使用两年多而未出现故障，保证了液体硫磺的输送。