再生加热器不锈钢筒体开裂原因分析

介绍了某炼油厂再生加热器奥氏体不锈钢筒体在工艺调节过程中发生开裂并导致泄漏自燃的情况。通过宏观观察、材质分析、金相检验、扫描电镜及能谱、拉伸测试等方法对筒体进行了检测分析。结果表明,筒体的母材中铬、镍含量低于标准,焊材中不含钛元素;其次,加热器筒体的焊缝及母材靠近内表面的区域均出现明显的晶间贫铬;微观断口形貌可观察到韧窝及撕裂岭形貌;金相可观察到晶界空洞。通过分析证实焊缝及母材断裂具有沿晶蠕变断裂特征,加热器筒体的开裂归因于晶间贫铬和蠕变的综合作用,产生蠕变的原因是高温及低应力的长期作用;贫铬的原因主要是焊缝不锈钢缺乏Ti,故容易在晶界析出碳化铬,造成晶间贫铬。母材虽然为含钛不锈钢,但由于铬镍含量低,加之长时间在敏化温度区间内工作,使得不锈钢发生了晶间贫铬现象。晶间贫铬及蠕变造成焊缝及母材的强度降低,导致筒体的断裂失效。     

单塔汽提装置汽提塔封头开裂原因分析

某石化分公司检验时发现汽提塔上封头外壁与筒体焊接的焊缝附近出现多处裂纹,通过取样进行宏观检查、化学成分分析、硬度试验、金相检验、扫描电镜分析及能谱分析,并结合保温材料Cl~-检测,认为:在封头外部保温层含Cl~-和水的腐蚀环境中,封头焊缝区综合应力和敏感介质共同作用,使得敏化的奥氏体不锈钢发生晶界开裂,最终导致封头与筒体焊接的热影响区发生了沿晶型应力腐蚀开裂。     

高温环境下Cr20Ni32Nb铸造管开裂原因分析

在乙烯裂解装置高温裂解气环境下运行的铸造Cr20Ni32Nb钢带叉锥体发生了开裂。采用宏观检查、超声波检测、光谱分析和金相分析等方法对开裂带叉锥体的损伤形貌、剩余壁厚、金属化学成分及金相组织形貌进行了检测，结果表明，带叉锥体的失效形式为蠕变开裂。铸造Cr20Ni32Nb钢带叉锥体长期服役在高温、拉应力环境下，其金相组织中的枝晶间碳化物逐渐溶解并发生蠕变变形，大量的蠕变孔洞在晶界处相互连接形成裂纹，裂纹沿晶界不断扩展，最终导致带叉锥体发生开裂。     

乙烯裂解炉服役炉管修复裂纹研究

通过焊接试验 ,借助金相显微镜和扫描电子显微镜 ,对服役炉管焊接接头开裂原因及影响因素进行了分析研究。焊接裂纹在热影响区垂直于焊缝横向启裂 ,平行于焊缝纵向扩展 ,具有沿晶特征。炉管母材晶界渗碳氧化是裂纹开裂的内在因素 ,组织沿晶损伤及孔洞形成是其微观现象 ,焊接工艺和拘束度同样影响裂纹的形成和扩展     

平衡管道三通开裂失效分析

通过对开裂的不锈钢三通材料进行了化学成分分析、断口宏微观形貌观察、硬度测试及金相检验,并结合该三通的工作环境进行了失效分析。分析结果表明：该三通材料为321不锈钢,开裂原因为硫化物引起的应力腐蚀开裂。由于材料固溶处理不符合要求,在晶界和晶内析出了大量弥散的碳化物,造成材料耐腐蚀性能下降。     

加氢精制装置汽提塔腐蚀开裂原因分析

中国石油化工股份有限公司广州分公司加氢精制(二)装置汽提塔塔体上半部分设计采用1Cr18Ni9Ti。在制造过程中,上封头与筒体连接的直边残留较大的应力,而且热影响区的晶界有(CrFe)23C6碳化物析出,出现贫铬现象。由于腐蚀介质H2S含量增加、腐蚀环境进一步恶化,从而导致了该部位出现大量的以沿晶开裂为主的应力腐蚀开裂。     

白油加氢管线0Cr18Ni10Ti法兰开裂失效分析

采用化学成分分析、硬度测试、金相组织分析、断口微观形貌扫描电镜观察和能谱分析等方法,对白油加氢管线0Cr18Ni10Ti不锈钢法兰颈部开裂的原因进行了分析研究。分析结果表明,材料中C元素质量分数偏高,Cr、Ti元素质量分数偏低,晶界析出富铬碳化物受到了敏化,同时外部保温层下有害介质浓缩形成了含Cl、O、S元素的腐蚀环境,法兰颈部在轴向拉应力和腐蚀介质的共同作用下,发生了晶间应力腐蚀开裂。     

中变气出口管线焊缝泄漏分析和应对措施

对E-2004出口中变气管线焊缝泄漏进行了分析,对管道焊缝及母材化学成分、管道焊缝开裂及断口宏观形貌、管道材料金相组织、管道裂纹断口微观形貌和管道焊缝开裂失效等方面进行了分析,结果表明:焊缝泄漏是由于内壁焊缝堆高太深,使焊缝与母材之间形成"缺口"效应,引起应力集中,在该处造成疲劳裂纹的萌生,由于交变载荷引起的疲劳裂纹扩展所致。并提出了相应的解决措施。     

00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢衬里开裂分析及对策探讨

某炼油厂常压塔顶00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢衬里使用19年后出现了开裂.该文从裂纹产生的环境分析、开裂处母材及焊缝的成分及金相分析、裂纹的金相及SEM分析、断口的SEM分析、断口表面腐蚀产物的EDS分析等方面对衬里开裂的原因进行了阐述,提出了防止衬里开裂的措施.     

制氢转化炉上集合管加强管箍开裂失效分析

某制氢转化炉上集合管加强管箍焊接接头在运行过程中发生泄漏。通过对现场切割的试样进行宏观的形貌观察、材料成分分析、金相检验、硬度测定以及断口宏观、微观、微区EDS能谱分析,可判断本起失效的类型为沿晶脆性开裂。通过应力计算及综全分析,认为由于加强管箍母材异常粗大的晶粒增加了应力松驰开裂的敏感性,较高的S、P杂质含量可导致晶界上S和P杂质元素的偏聚,降低了晶界结合强度,加上焊接残余应力和生产过程中产生的拉应力作用,最终导致加强管箍焊接接头发生应力松弛开裂。     

制氢装置中变系统管道腐蚀开裂原因分析

介绍了某石化公司制氢装置中变系统不锈钢管道多次发生腐蚀开裂的情况,通过分析确定裂纹形成的主要原因是奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂。从机理分析,在温度60~150℃时,二氧化碳腐蚀产物厚而疏松、易破损,所以中变系统管道出现裂纹现象较多。通过对腐蚀部位材质检测,其名义材质为0Cr18Ni10Ti合金,但实际不含钛成分;硬度值在HB 230以上,也高于此类材质要求硬度指标HB 187。这些问题说明供货材料合金组织控制不良,在施工过程中焊接工艺又参差不齐,最终导致焊接部位存在过大的残余应力,这些残余应力先破坏了焊接热影响区的晶间钝化膜,再形成点蚀坑并逐步形成裂纹。通过采取消除应力、水质控制、材质升级、操作优化等措施,取得良好效果,确保了装置的长周期运行。     

制氢装置腐蚀泄漏情况分析

近年来某公司制氢装置不同部位相继发生腐蚀泄漏,给装置带来巨大的安全隐患。装置采用烃类蒸气转化法制取氢气,伴随反应生成气冷却到135℃,过剩水蒸气凝结成水并与CO2形成碳酸,使系统奥氏体不锈钢0Cr18Ni10Ti管道焊缝敏化区域内局部晶界贫铬区发生严重腐蚀,即晶间腐蚀,奥氏体不锈钢焊接产生的应力会促进腐蚀的进行。不锈钢具有良好的耐腐蚀性能,但Cl-会局部破坏不锈钢表面具有保护作用的钝化膜,发生点蚀,不锈钢发生点蚀与Cl-的浓度、Cl-与SO2-4比值及温度有关,点蚀产生的蚀坑将形成裂纹源,裂纹中富集的Cl-和H+在温差应力的作用下将加速裂纹扩展。制氢变压吸附系统原料中无明水,但吸附塔进口管线排凝管道为一死腔,在吸附塔压力周期性变化过程中,死腔内存留的解吸气将有微量的明水析出,与CO2构成酸性腐蚀环境,引起排凝管上的孔蚀泄漏。     

化肥厂一段转化炉上发夹管开裂原因分析

对长期停用的化肥厂一段转化炉上发夹管热影响区焊缝开裂的原因进行了分析,结果表明,裂纹是由晶问腐蚀所诱导的硫化物应力腐蚀开裂所造成的。建议对于长期停用的不锈钢设备,不但对内壁要进行充氮保护,而且对焊缝的外表面也要加强防护,如涂刷涂料并做好防雨水措施。     

加热炉奥氏体不锈钢盘管的实效原因分析

某输送含CO2天然气的再生气加热炉盘管在运行49 h后出现了开裂泄漏。通过渗透检测、材料理化性能测试、晶间腐蚀试验、扫描电镜断口形貌分析、能谱分析,结合实际运行的工况环境对盘管的失效原因进行了综合分析。分析结果表明:加热炉的原始设计资料考虑的使用环境未提及氯离子,而实际进入加热炉盘管的湿气介质中含有较高浓度的氯离子,盘管材质的理化性能分析未发现材料质量问题,盘管断口特征具备典型的脆性开裂特征,结合高温、高氯离子的使用特点,推断出氯化物应力腐蚀开裂是造成奥氏体不锈钢盘管开裂破坏的主要原因,从材料选择和腐蚀环境控制两个方面提出了相应的防护措施建议。     

焊后热处理对12Cr18Ni9与Q355D异种钢焊接接头硬度和耐蚀性的影响

针对奥氏体不锈钢12Cr18Ni9与低合金钢Q355D的焊接,采用E308L-16和E309L-16两种不同型号的焊条进行了焊接工艺试验,并对焊接接头进行了450℃、 650℃和850℃不同温度的焊后热处理。利用金相显微镜、维氏硬度计和晶间腐蚀试验对焊接接头组织和性能进行了分析。结果显示,焊缝微观组织主要由奥氏体和少量的铁素体组成;焊缝和12Cr18Ni9母材硬度随着热处理温度升高而不断下降,Q355D母材硬度随热处理温度的升高呈现先降后升的趋势;650℃热处理的焊缝晶间腐蚀最为严重,450℃和850℃热处理的焊缝晶间腐蚀相对较轻。研究表明,焊接材料及焊接工艺的选择较为合理,热处理温度对焊缝与母材的硬度和抗腐蚀性能有一定的影响,焊后热处理温度应该避免晶间腐蚀最严重的温度650℃。     

不锈钢螺栓的腐蚀及防护

不锈钢螺栓失效断裂的事故在各石化企业时有发生,不锈钢螺栓的使用安全是石化企业设备安全管理的主要内容。通过对不锈钢螺栓的使用条件、常见失效形态分析,认为不锈钢螺产生裂纹、断裂现象主要是含Cl-大气腐蚀引起的（Cl-质量分数高于0.1%时,易产生缝隙腐蚀）,在含Cl-水（汽）溶液中不锈钢螺栓会产生缝隙腐蚀和晶间腐蚀。文章论述了晶界腐蚀、缝隙腐蚀的产生原因,以及避免不锈钢螺栓腐蚀的应对措施：（1）选用合格的不锈钢螺栓;（2）把不锈钢螺栓与含Cl-大气（水溶液）作有效的隔离;（3）采用含高铬、高钼的不锈钢材料,特别是在低温罐区、球罐区、应力腐蚀严重区采用在Cl-环境中耐蚀性好的316L（00Cr17Ni14Mo2）钢,效果会更好。     

制氢装置中变气不锈钢管件开裂失效分析及对策

制氢装置空冷器入口中变气不锈钢管件多处焊缝热影响区出现穿透性裂纹,通过对失效管件进行宏观检查、射线检测、渗透检测、硬度测试、化学成分分析、金相组织观察、电镜扫描和残余应力分析等检测试验,确定所有裂纹均为沿晶裂纹,呈树枝状分布并在热影响区及母材内扩展;断口形貌具有典型的冰糖块特征,能谱分析显示有大量S、局部存在Cl,晶界Cr质量分数达到20.0%,超过基体中Cr含量;管件局部硬度超过190HB,裂纹尖端的残余应力超过了0Cr18Ni9的屈服应力。从材料方面、介质因素与应力条件三个方面综合分析后,认为管件失效的原因是H2SCO2-H2O酸性腐蚀环境下氯离子、硫化物和残余应力共同作用的晶界应力腐蚀开裂。对失效管线进行了材质升级,消除了装置存在的隐患,并提出了有关的预防措施和建议。     

PTA装置不锈钢设备的腐蚀及防护

介绍了中国石油化工股份有限公司天津分公司精对苯二甲酸装置在2008年设备检修期间进行的腐蚀调查情况,重点介绍了奥氏体不锈钢设备的露点腐蚀、晶间腐蚀和点蚀等事例。指出精对苯二甲酸装置316L钢设备普遍发生点蚀,主要与卤素离子(主要是Br~-和Cl~-)有关;晶间腐蚀分敏化态(焊缝)及非敏化态(母材)两种形式;干燥机筒体的酸露点腐蚀是由于壳程温度比列管温度低,产生的电位差使筒壁侧易遭受腐蚀。针对以上腐蚀原因,提出了防护措施。     

道间温度对316L奥氏体不锈钢管焊缝性能的影响

为了研究道间温度对316L奥氏体不锈钢焊缝性能的影响,采用手工钨极氩弧焊方法对不同道间温度的焊接接头进行焊接,并对不同道间温度下的接头力学性能和晶间腐蚀性能进行了研究和比较,发现对晶间腐蚀试验不做要求时,316L不锈钢焊接的道间温度不超过150 ℃便可确保焊接接头的力学性能满足质量要求;要求进行晶间腐蚀试验时,应严格控制道间温度不超过80 ℃,否则极易发生晶间腐蚀开裂。     

吸收塔顶0Cr13短管开裂原因分析及解决办法

对中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司3.50 M/a重油催化裂化装置吸收塔顶两处材质为0Cr13的短管开裂原因进行分析.根据0Cr13不锈钢特点及其焊接性能,分析了贫气组分、贫气中硫化氢在一定条件下对0Cr13材质的影响、硫化氢对金属的腐蚀和影响.进一步通过吸收塔0Cr13接管的微观组织分析,确定短管开裂主要原因为短管材质硬度远远超过标准,Cr元素含量低于标准要求为造成开裂的内部原因,硫化氢腐蚀和焊接残余应力是短管开裂的外部原因,提出了控制0Cr13短管产生裂纹的关键措施.