某公司加氢裂化装置中，与过滤器相连的膨胀节波纹管，于2006年12月投入使用，2008年1月发生泄漏。该波纹管外有两层金属丝缠绕的网套，金属丝外有保温层，工作时波纹金属软管水平放置。波纹管和金属丝网的材质均为304不锈钢。管内介质为蜡油，其压力为1．2 MPa、温度为220。C。金属波纹软管服役期间一直处于工作状态。为了消除隐患，避免类似事故再次发生，须查找出软管泄漏的原因。
1 宏观形貌
      用肉眼观察，金属波纹软管外层不锈钢金属丝网套一部分无明显变形，呈古铜色；另一部分有
明显变形，且变形部位有泄漏出的黑色物质。剪开外层金属丝网套，内层金属丝呈古铜色，无明显
变形，两层金属丝网套间有大量黑色泄漏物质。除去金属丝网套后，波纹管无可觉察到的变形，管
外壁具有金属光泽，在管壁轴向有一条直焊缝，与法兰连接部位有一周向焊缝，清除管外壁的黑色
物质后发现，在距周向焊缝5～8 mm处有一几乎与焊缝平行的间断的疑似裂纹，用手触摸疑似裂
纹部位有明显的凹凸感，在波纹管的其他部位(包括轴向焊缝)没有发现明显缺陷。
      在疑似裂纹的部位环向取样，所取环向试样见图1(a)，测得管壁厚为0．54 ITlm。图1(b)为环
向试样内壁形貌。图1(c)为环向试样外壁裂纹形貌。从图1(b)可以看出，内壁有一明显的灰色变色层，延伸至距焊缝数毫米范围，在这范围之外仍保持金属光泽；内壁有黑色腐蚀点，且主要分布在变色层。从图1(c)中可以看出，靠近焊缝一侧也有彩色的变色层。

2 微观检测
用EPMA一1600电子探针分别对波纹管样品进行外表面、内表面和截面能谱分析和微观形貌观察。
2．1 贴近焊缝部位检测
在图1(a)中箭头1的位置截取小块试样观察外表面和截面，在箭头2的位置截取小块试样观察内表面和截面。
(1)外表面检测
图2为裂纹放大1 000倍的背散射电子图像。从图2中可以看到，晶界上普遍存在腐蚀，腐蚀深度不均匀，有的部位腐蚀深，有的部位腐蚀较浅；晶界附近也有材料损失，在腐蚀严重部位形成较大的孔洞。从腐蚀形貌上看，这种腐蚀属于晶间腐蚀 。
对图2所示部位作能谱分析，除了金属本体含有的元素和氧元素以外，值得注意的是S、C的相对含量较高，S相对含量为0.3 ，C相对含量为1．41 ，图2中黑色被腐蚀部位，S相对含量为0．19 ，C相对含量为42．6％ 。
图3(a)、(b)分别为试件距焊缝较近端和较远端的放大1 000倍的背散射电子图像。比较两图情况，图3(a)的晶界普遍出现腐蚀，个别晶界附近观察到材料损失；图3(b)腐蚀的晶界较少，但个别晶界附近也有较显著的材料损失。总体来看，图3(a)的腐蚀较图3(b)严重，这种晶间腐蚀的严重程度与距焊缝位置的远近有关，离焊缝近，晶间腐蚀一般较严重；而在距焊缝较远的位置，晶间腐蚀程度相对较轻。
(2)内表面检测析，除了金属本体含有的元素和氧元素以外，值得注意的是S、Cu的相对含量较高，在A 点测得有9．89 的S和3。54 的Cu，在B 点测得有3．57 的s和1．83 的Cu；无腐蚀点任取两视场做能谱分析与之相比较，其中一视场测得有0．84 的S和0．43 的Cu，另一视场含0．65
的S和0．27 9／6的Cu。腐蚀部位的含S量远高于非腐蚀部位的含S量，这种现象提示我们：蜡油中的S可能对波纹管发生晶间腐蚀有一定作用；另外腐蚀部位Cu元素含量较高，可能是蜡油中含
有少量的Cu在腐蚀部位反复积累的结果。
图4(a)、(b)分别为内壁黑色腐蚀点区放大100倍和1 000倍的背散射电子图像。从图4(b)中可以看出，内壁存在较严重的晶间腐蚀。分别选图4(a)中A、B两点对黑色腐蚀点做能谱分图4(c)、(d)为图1(b)中没有变色部位的背散射电子图像，图4(d)较图4(c)有明显的缺陷，对图4(c)、(d)做能谱分析并比较两图测试的结果，测出图4(d)中C点含有3．46 的P、1．08％的S、2．64 的Ca和2．8 的A1；D 点含有2．69 的P、1．29 的S、3。O5 的Ca和12．85的A1；图4(c)中并没有检测出这些元素。这可能是因为缺陷部位被渗透过来的原油杂质填充，经过长时间的反复积聚，达到相对较高的含量。
(3)截面检测
图5(a)、(b)为不同截面的背散射电子图像。在图5(a)截面上看到，从内壁往外壁方向有一裂纹；在图5(b)外壁附近观察到材料损失，面积大小约合两个晶粒截面。对图5(b)中箭头A 所指的缺陷部位做能谱分析，测得裂缝中黑色物质主要为C元素，含C量为46．86 。
上面两图中没有观察到贯穿整个截面的缺陷，但是都看到了在一定范围内延伸的缺陷，不排除这些缺陷会在不同的截面上形成迂回曲折的通道，导致管内的蜡油沿着这些通道渗出。图5(b)测得的黑色物质主要为C，可能是泄漏到通道的蜡油在长时间高温缺氧的条件下被碳化所致。
2．2 离焊缝较远区域的检测
在距周向焊缝的第二节波纹管处取样，观察内外表面的微观形貌。图6(a)、(b)分别为第二节波纹管内外表面的微观形貌图。
    在试样内、外表面也均观察到晶间腐蚀现象。这表明，该波纹管不论内表面还是外表面，远离焊
缝还是焊缝附近，普遍存在晶问腐蚀现象。考虑到波纹管服役的环境不属于典型的晶间腐蚀环境，因此认为这种晶间腐蚀的破坏有可能出现在服役之前。一种可能的情况是，在波纹成形以后进行了酸洗钝化处理，如果介质选择不当或者工艺掌握不佳，就有可能造成波纹管的晶间腐蚀。
紧贴焊缝的第一圈波纹试样与第二圈试样比较，前者的晶间腐蚀程度较后者严重。造成这种情况
的原因，有可能是第一圈波纹试样基本处在焊缝热影响区，焊接工艺造成的晶界附近贫铬的敏化
现象加剧了其在酸洗钝化过程中的腐蚀.
3 金相检测
    对上述进行显微观察的试样，在不抛光和不浸蚀的条件下，直接进行了金相观察。
3．1 贴近焊缝部位的金相检测
     图7(a)、(b)为内壁金相图片，图7(c)为外壁金相图片。从图7可以看出，内外壁都存在严重
的晶间腐蚀，图中箭头A、B、C所指的裂纹为沿着晶粒边界走向的裂纹，亦即晶间腐蚀导致晶界
裂纹的形成。图7(a)中的黑洞宏观形貌为点腐蚀，微观观察点腐蚀的某些边界就是晶界，如图7
(b)中箭头D所指的部位。不排除这种点腐蚀的形成和发展与晶间腐蚀有某些联系。
3．2 离焊缝较远区域的金相检测
图8(a)为内壁金相图片，图8(b)为外壁金相图片。在波纹管的内外壁均观察到晶间腐蚀现象，与贴近焊缝部位相比较，腐蚀状况较轻，与用背散射电子观察的现象一致。
4 材料成分检测
对波纹管取样进行化学成分分析，从分析结果可知，波纹管材料的各项化学成分在标准规定的范围之内，波纹管的材料为合格的304不锈钢。
5 失效类型和原因
5．1 失效类型
(1)宏观观察在波纹管焊缝的热影响区发现周向疑似裂纹.
(2)背散射电子微观检测和金相(不抛光不侵蚀)检验过程中发现，在波纹管不同部位的内外壁，普遍存在晶间腐蚀，在焊缝的热影响区的晶间腐蚀状况明显较其他区域严重，晶间腐蚀连接成一定长度的裂纹；在截面发现有一定深度的裂纹以及某些部位的材料损失，这些裂纹和缺陷有可能在不同截面形成迂回曲折的通道。
(3)根据上述两点观察判断，该波纹管失效属于由晶间腐蚀造成的贯穿壁厚的渗透型通道；
破坏类型属于晶间腐蚀。
5．2 失效原因
(1)材料成分分析结果表明，波纹管的材料为合格的304不锈钢。
(2)波纹管工作的环境是压力为1．2 MPa、温度为220℃ 的蜡油，不属于典型的晶问腐蚀环境，但是鉴于该波纹管壁很薄，一旦发生腐蚀，就很容易穿透壁厚而泄漏。在有缺陷的情况下，工作压力、温度可能会对本起破坏有一定影响，蜡油中的S对破坏可能有一定的作用。
(3)背散射电子微观检测和金相(不抛光不侵蚀)检验结果表明，在波纹管不同部位的内、外壁，普遍存在晶间腐蚀，在焊缝的热影响区的晶间腐蚀状况明显较其他区域严重；波纹管成形后一般要做酸洗钝化处理，如果酸洗钝化介质选择不当或者工艺掌握不佳，就有可能造成波纹管的晶间腐蚀。本案例失效的原因很有可能属于这种情况。
(4)如果上述(3)的判断成立，那么在经历焊接工艺的焊缝附近出现敏化现象，酸洗钝化使得这些部位的晶间腐蚀程度甚于其他部位。波纹管在投产前就存在一定程度的裂纹或缺陷，投产后的温度和压力有助于这些裂纹或缺陷的扩展，不排除蜡油中的S也参与了腐蚀破坏，造成在较短时间内形成贯穿性的渗透通道。
5．3 对策与建议
(1)在进行设备验收时，宜做现场金相检测。本案的实验过程表明，投产前的设备，不抛光不侵蚀直接金相观察即可判断有无晶间腐蚀，对已经检测出晶间腐蚀的设备不予使用。
(2)要求设备制作厂家在波纹管成形和焊接后，进行固溶化处理。
(3)提高波纹管材料等级。