脱硫系统塔底重沸器壳体应力腐蚀开裂分析

采用化学成分、金相组织、断口形貌及腐蚀产物的能谱分析等方法分析了脱硫系统塔底重沸器产生裂纹的原因.结果表明,重沸器断口较平整,母材、焊缝的化学成分和金相组织正常,断口表面呈现沿晶开裂现象,部分区域还存在树枝状二次裂纹,开裂的原因是由于长期在富含H2S环境中及焊缝附近有较高的焊接残余应力,并提出了相应的防护和改进的措施.     

合成氨装置脱氧器/酸气气提器材料的失效原因分析

某化肥厂合成氨装置中的脱氧器/酸气气提器筒体泄露。对该筒体材料的成分、显微组织、腐蚀状况、裂纹及断口进行了分析。结果表明,该筒体材质为316L不锈钢,失效的原因是Cl-在筒体内局部富集发生点蚀,进而引发材料的应力腐蚀开裂。此外筒体内的酸性介质H2S、CO2、HCOOH和CO、O2等加速了应力腐蚀裂纹的扩展。鉴于本工艺条件,建议对设备材料进行升级。     

基于有限元模拟分析重沸器管束失效行为

目的针对某重沸器在生产过程中发生的管束泄漏问题,开展失效行为及原因分析,为此类重沸器的失效控制提供理论依据。方法基于此类管束的服役工况和生产标准,通过化学成分分析、金相组织检验、腐蚀产物分析等理化检验,以及有限元数值模拟的方法,综合分析重沸器管束材料性能、腐蚀机理和温度场及流场的特征。结果该重沸器管束理化检验结果表明,其化学成分符合相关标准的要求,金相组织未见异常,其外壁穿孔处堆积了一层疏松的腐蚀产物,其化学成分组成为C、O、S、Fe和少量Cl,物相组成为Fe_3O_4、Fe_2O_3、FeCO_3和CaSO_4。流场有限元模拟结果表明,壳程凝析油的流速整体较低,存在流体滞留现象(约1.5×10-4 m/s)。温度场有限元模拟结果表明,壳程存在一处局部高温区(约105～112℃)。结论该重沸器管束失效行为是在局部高温区和流体滞留区的管束外壁发生严重的CO2局部腐蚀,较高含量的Cl-穿透FeCO_3腐蚀产物膜促进点蚀而进一步加剧了管束腐蚀的进程,进而导致管束发生外腐蚀穿孔泄漏。     

DIWA353锅筒纵缝接头外侧焊趾处裂纹的产生原因和预防措施

对制造的DIWA353,δ=90 mm锅炉锅筒外侧纵缝焊趾处微裂纹的产生原因进行分析,发现该焊趾处裂纹是温校圆过程中产生的。认为裂纹产生原因是由于在温校圆过程中,焊接产生的残余应力与筒节校圆过程产生的应力叠加后合应力过大,且焊趾处存在严重的几何不连续,导致锅筒筒节外侧纵缝接头的焊趾处产生裂纹。通过先打磨焊缝去除焊缝余高,后校圆的工序变更,有效地避免DIWA353,δ=90 mm锅炉锅筒外表面纵缝焊趾处裂纹的产生。     

燃气蒸汽锅炉管束与锅筒焊接部位开裂原因分析

锅炉在服役过程中应具备合格的密封性,否则会影响其工作效率和服役安全性。本研究以服役中的燃气蒸汽锅炉在管束和锅筒的焊接区域发生大量开裂从而导致锅炉失效为研究背景,从锅炉和管束的材质,管束、锅筒、焊缝及焊接热影响区的显微组织,室温和高温下管束材料的电化学分析,断口形貌和表面成分分析等多方面综合分析锅炉开裂原因。结果表明,开裂位置集中分布在管束和锅筒焊接区域附近,裂纹从焊缝表面向内部扩展,在焊缝及热影响区出现魏氏组织和上贝氏体组织,使焊缝和热影响区的塑性和韧性显著降低。在160℃工作温度下,锅炉水对锅炉材料有明显的腐蚀性,致使断口表面遭受严重腐蚀。由于焊接时产生了较大的残余内应力,焊缝表面又不平整,导致焊缝区域产生了应力腐蚀开裂。     

某碱储罐裂纹成因分析及处理方法

锦州某石化公司添加剂车间一个50 m3立式浓碱储罐的焊接热影响区出现大量严重裂纹。对其产生原因进行了分析,进而提出了处理措施。分析结果表明,该储罐焊接热影响区裂纹是一种碱脆应力腐蚀裂纹。合理选材、选择合适的运行加热方式和温度可以有效地防止碱脆的发生。改造后的碱储罐使用3年多没有再发生渗漏现象。     

脱甲烷塔重沸器釜液出口管线开裂原因分析

某厂脱甲烷塔重沸器釜液出口管线发生开裂,通过宏观检查、金相组织分析、化学成分分析、断口形貌分析、EDAX分析等方法对其开裂原因进行了研究。结果表明,失效管符合晶间腐蚀开裂特征,化学成分不合格且存在晶粒粗大、晶界敏化等原始缺陷是导致管开裂的根本原因,水相的存在是导致管开裂的直接原因,焊接引起的热影响区应力偏大是导致管开裂的间接原因。建议加强制造重沸器所需金属材料的入厂检验;同时避免壳体内水相的聚集,包括气相水;改进焊接工艺,减小焊接接头应力,也可减缓开裂的发生。     

某化工厂管道输气用不锈钢法兰漏气裂纹分析

某材质为0Cr18Ni9不锈钢法兰在巡检时发现有气体泄露现象,着色探伤发现在焊接附近存在较多周向裂纹.通过宏观与微观形貌、显微组织、化学成分、硬度测试等方法,对法兰裂纹形成原因进行分析.结果表明,法兰开裂为沿晶型应力腐蚀开裂,与焊接敏化效应无明显直接相关性.裂纹形成主要原因为法兰选材以及热加工工艺不合理导致材料应力腐蚀...     

固定管板换热器管板泄露失效分析

固定管板式换热器在运行过程中发生了角焊缝处泄露造成失效,利用光学显微镜、扫描电镜、X衍射以及化学分析等方法对换热管、管板以及焊缝区进行化学成分、显微组织、腐蚀形貌、腐蚀产物进行了分析。结果表明:换热管以及管板等化学成分符合标准要求,母材及热影响区为铁素体+珠光体,焊缝不同区域出现了马氏体以及贝氏体,裂纹周围管板侧和焊缝区的组织差别较大,焊缝区的应力集中以及壳程介质进入缝隙并在操作工艺条件下浓缩,形成高风险碱应力腐蚀敏感性,最终导致在马氏体或贝氏体含量较高的区域开始萌生裂纹并导致了自焊缝底部开裂向焊缝中心发展的裂纹,进而导致换热器角焊缝泄露。     

气化炉烧嘴冷却水缓冲罐不锈钢接管开裂分析

对某气化炉烧嘴冷却水缓冲罐进行定期检修，发现与缓冲罐筒体连接的不锈钢接管发生了开裂。通过观察裂纹扩展方向、检测接管材质和服役介质化学成分及分析接管微观组织，揭示了该不锈钢接管出现开裂的具体原因。研究发现，沿着接管的径向裂纹启裂于接管内表面，沿着接管的轴向裂纹启裂于接管/缓冲罐筒体焊接接头热影响区；微观组织分析发现失效接管呈沿晶开裂特征；不锈钢接管服役介质中存在一定量Cl^-,接管开裂区域组织晶界上分布有较多C;S含量超标、不锈钢接管/缓冲罐筒体焊接工艺不当和应力腐蚀是引起开裂的重要原因。该研究揭示了气化炉烧嘴冷却水缓冲罐不锈钢接管开裂失效的具体原因，这为该类设备的制造和返修提供了一定的指导作用，同时也为企业排除了重大安全隐患。     

EH36钢焊接接头海水腐蚀疲劳性能及断裂机制

以EH36钢焊接接头为研究对象,研究了其在南海实际海水环境下不同应力范围的腐蚀疲劳寿命及腐蚀疲劳断裂机制。根据DNV-RP-C203标准中规定修正实际海水环境腐蚀疲劳试验结果,修正后的S-N曲线方程为lg N=15.414-4.005lg Δσ。从S-N曲线上可看出,EH36钢焊接接头在实际海水中寿命随着疲劳应力范围的增大而显著降低,其腐蚀疲劳性能优于DNV-RP-C203标准模拟海水环境下的焊接接头的腐蚀疲劳性能。采用扫描电镜观察焊接接头腐蚀疲劳断裂面发现,腐蚀疲劳裂纹源区主要发生在焊接接头表面,分析原因为焊接接头表面产生的腐蚀坑周围具有显著的应力集中,导致裂纹萌生。腐蚀疲劳裂纹扩展区宏观上较为平坦,焊接接头表面多处裂纹源区产生的撕裂棱在此区域汇合成一条撕裂棱;微观上裂纹扩展区出现了明显的疲劳台阶和二次裂纹,裂纹扩展方式主要为穿晶;腐蚀疲劳瞬间断裂区主要形貌为韧窝,断裂形式主要为塑性断裂。 创新点： 基于成组法疲劳寿命预测理论,得出EH36钢在南海海水环境下的焊接接头的S-N曲线。同时结合微观分析方法研究焊接接头腐蚀疲劳断裂面微观特征,揭示实际海水自由腐蚀环境下EH36钢焊接接头腐蚀疲劳机制。     

喷丸表面粗糙度对纯Ti焊接接头在HCl溶液中应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了TA2纯Ti焊接接头原始试样、超声喷丸(USSP)处理试样和USSP+表面打磨处理试样在10%HCl溶液中的应力腐蚀行为,通过OM、TEM、SEM分别对焊接接头各区域组织及腐蚀断口形貌进行了观测,对不同工艺处理试样的表面粗糙度、残余应力进行了测定,并对其腐蚀机理进行了分析。结果表明,纯Ti焊接接头在该体系中应力腐蚀与氢脆同时存在,焊缝区为焊接接头的薄弱环节,最先发生失效。原始试样在该体系中应力腐蚀开裂敏感性指数(ISCC)为25.61%,具有应力腐蚀倾向;USSP处理试样的ISCC为18.24%,USSP+1500#表面打磨处理试样的ISCC为11.96%,均无明显应力腐蚀倾向。USSP处理试样表面粗糙度较大,易引起应力集中形成裂纹源,与腐蚀坑作用相似;USSP+表面打磨处理减小了试样表面粗糙度,应力分配更加均匀,试样延伸率增加,塑性提升,进一步改善了材料的抗应力腐蚀开裂性能。     

换热器壳体内外坡口施焊应力和变形

对两个规格完全相同的换热器壳程筒体分别开制内坡口和外坡口,在接管与筒体施焊前后用红外线测距仪测量其内径得出筒体的变形量。利用Ansys有限元应力分析软件分别建立内坡口和外坡口接管与壳体之间焊接接头的三维模型,模拟不同类型的坡口的应力分布和变形情况,并对比内外坡口形式所对应的等效应力和变形。结果表明,实际测量的壳程筒体变形量与Ansys有限元分析的筒体变形结果基本一致,外坡口对应等效应力整体上大于内坡口对应的等效应力,内坡口对应的壳程筒体变形量比外坡口对应的变形量小,所以筒体在开制坡口时应优先选用内坡口。     

板壳换热器腐蚀失效分析

板壳换热器在运行过程中会发生腐蚀失效。对板壳换热器腐蚀区域进行表面形貌、微观组织、腐蚀形貌和腐蚀产物分析。结果表明:板壳换热器的微观组织均为奥氏体+带状分布的铁素体,主要发生了点蚀和均匀腐蚀,壳程表面腐蚀比板程严重。凸起剥落与局部腐蚀性介质富集及微振磨损有关。管板腐蚀的主要原因为介质中的氯离子与硫离子。     

304不锈钢热水管应力腐蚀开裂分析

针对304不锈钢热水管道发生腐蚀泄露的现象,通过化学成分分析、金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等分析手段,对泄露热水管道的成分组成、显微组织、裂纹形貌及腐蚀产物成分进行了检测分析。分析结果表明:应力腐蚀开裂是造成该304热水管腐蚀泄露的主要原因,这是由管壁受到的应力以及环境中的氯离子共同作用所引起的。     

发动机作动筒裂纹分析

发动机作动筒末端件孔边是裂纹故障多发部位,严重影响使用安全。对作动筒典型失效结构件进行断口观察、能谱分析,结果表明：断口上有明显的腐蚀产物和沿晶断裂特征;在裂纹源区、扩展区和裂纹尖端都出现了Na、K和Cl等杂质元素,具有典型的腐蚀特征;进一步对作动筒结构的力学分析表明,在使用过程中故障部位存在一定的拉应力,综合判断孔边裂纹失效模式为应力腐蚀开裂,腐蚀介质主要来自含Cl元素较多的潮湿使用环境。该研究结果对此类作动筒的使用和故障预防提供了借鉴。     

不锈钢封头典型裂纹原因分析及修复

某公司的氯化亚砜车间用的一台反应塔,在06Cr18Ni11Ti不锈钢封头与筒体短节焊缝热影响区外的直边段周圈,出现大量较均匀的纵向裂纹,发生介质泄漏。通过现场勘查、微观检测、容器介质分析,以及对反应塔封头制造过程分析等,确定反应塔的这些裂纹属应力腐蚀裂纹,导致开裂渗漏,并提出了相对可行的的修复措施。进一步分析了各类不锈钢的特性及应力腐蚀发生的各种情况,提出了相应的解决和预防措施。     

钛管的焊接修复

某厂电化学工序使用大量钛管作为耗材 ,该工序对钛管的气密性要求比较严格。在使用过程中 ,由于消耗和腐蚀等原因 ,使钛管产生局部蜂窝状缺陷 ,并且内部的一些缺陷（主要是气孔、裂纹等）暴露出来 ,导致工作液体渗漏。近７年来 ,我们成功地进行了钛管的焊接修复 ,为该厂带来了很好的经济效益。一般地 ,纯钛的焊接性较好 ,但这类钛管经过使用已被物料污染 ,介质杂物充斥其缝隙 ,给补焊带来很大困难 ,在焊接时气孔难以消除 ,焊后易产生冷裂纹。焊前准备 :①局部裂纹和气孔的清理。采用机械清理法 ,打磨出坡口 ,坡口附近２５ｍｍ区域表面也须清…     

0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管破裂的原因

某公司输气管项目使用的0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管,采用焊接方式连接,焊接工艺为手工电弧焊,钢管内输送介质为含硫化氢等腐蚀介质的富氨液,管内介质压力0.5MPa,介质温度35~45℃,运行半年后停产半年,复产时即在钢管焊接接头附近发现横向裂纹。通过宏观低倍、微观金相、化学成分分析以及扫描电镜分析等一系列方法,对该0Cr18Ni9奥氏体不锈钢裂纹形成原因进行分析。结果表明:该0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管的破裂原因为连多硫酸应力腐蚀破裂,通过向该0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管内吹扫氩气,密封两端口,可避免连多硫酸应力腐蚀破裂。焊接时降低焊接电流,加快焊接速率,减小焊接热影响区的范围,也可降低连多硫酸应力腐蚀破裂的可能性。     

不锈钢钢管堵头裂纹失效分析

不锈钢堵头经使用5年后出现严重的穿透性裂纹,通过裂纹面断口分析、裂纹剖面金相检验、显微组织观察、显微硬度测试等方法对堵头裂纹形成原因进行了分析。结果表明,堵头裂纹属于应力腐蚀裂纹,堵头外表面介质环境存在较多含硫酸根等应力腐蚀敏感的离子是导致不锈钢堵头发生应力腐蚀开裂的主要原因。