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加热炉燃料气不锈钢软管泄漏失效分析
作者:管理员    发布于:2016-04-30 14:03:29    文字:【】【】【
2014年4月中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司炼油厂催化重整装置停lT检修,5月初重新开工后的加热炉多条不锈钢软管同时发生了泄漏。软管型号:10JR50,规格:DN50,压力:0.5 MPa,介质:燃料气。停工检修大约半个月左右,泄漏的软管使用周期从几个月到1 a多不等。为了查明软管发生泄漏的原因,对泄漏软管进行综合检测分析,以确定其失效原因。
1 检测分析内容和结果
1.1 拆除软管防护网宏观检查
1.1.I 检测内容
选择其中一条泄漏软管,拆除软管防护网,对软管外观进行观察,检查腐蚀情况、泄漏位置。
1.2.2 检测结果
图1是软管外观形态。从图1可以看出,软管整个外壁均存在一定量的锈垢沉积物,较严重部位是软管泄漏处。图2是软管里倾倒出的沉积物,由于现场拆除防护网用气割方式沉积物呈现烧焦形态。经过仔细检查,在软管整个长度中共发现5个腐蚀孑L类的泄漏点,见图3。
1.2 软管泄漏点取样与宏观检查
1.2.1 检测内容
在软管上的泄漏点(或疑似)部位截取5个试样,用超声波清洗掉内外壁油污和浮锈,利用体视显微镜观察分析内壁和外壁腐蚀形貌。
1.3 软管试样内外壁微观检测
1.3.1 检测内容
选取2个软管试样,用扫描电镜分析内外壁微观形貌,用能谱分析仪检测内外壁表面腐蚀产物成分。
1.3.2 检测结果
【臭l 5是软管内壁点蚀孔形貌。由图5可以看,软管内壁存在点蚀孑L和点蚀坑。而外壁只有内壁腐蚀穿透自,3~LN,术发现点蚀坑,设说明软管主要为内壁腐蚀穿孔。
表1是软管内壁腐蚀产物组分,表2是软管
外壁腐蚀产物组分。由表l和表2可以看m,软管的内壁在点蚀孑L和点蚀坑附近普遍存在cl元素,软管的外壁未发现Cl元素
图5 软管内壁点蚀孑L形貌40 X
表1 软管内壁腐蚀产物成分
表2 软管外壁腐蚀产物成分
1.4
1.4 软管材质成分检测
1.4.1 检测内容
软管壁厚只有0.5 mil1.无法钻粉检测含碳量 在软管上截取2个试样,用直读光潜仪检测
2个样品主要成分。
1.4.2 检测结果( 表3)
1.4.3 结果分析
由表3可以看 ,软管材质主要成分符合GB1220—2007((不锈钢棒》对304不锈钢的主要成分要求,确认软管材质为304不锈钢。
1.5 软管组织中夹杂物检测
1.5.1 检测内容
在软管上截取1个试样,经过水砂纸、金相砂纸细磨、研磨和抛光,制备成微观分析试样,用扫描电镜分析微观组织中的夹杂物形貌,用能谱分
析仪检测夹杂物成分。
1.5.2 检测结果
图6、图7是软管微观组织中的夹杂物,表4是夹杂物成分。
1.5.3 结果分析
图6和图7可以看f}j,软管微观组织中或多或少含有一定数量和大小的非金属夹杂物,夹杂物呈现颗粒状。表4成分检测结果表明,夹杂物主要为氧化物。
按照国家标准GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级罔显微检测法》,图6和图7中夹杂物属于B类,评级为0.5级。
1.6 软管金相组织检测
1.6.1 检测内容
将抛光好的试样用王水溶液浸蚀,制备成金相试样,用金相显微镜对试样进行金相组织分析。
1.6.2 检测结果及分析
图8为软管金相组织,由图8可以看出软管金相组织为奥氏体,未发现晶间腐蚀痕迹。按照国家标准GB 6394.2002((金属平均晶粒度测定图谱》,晶粒度评级为6级,组织比较粗大。
2 软管泄漏失效分析
2.1 软管腐蚀类型
通过对软管进行了宏观和微观检测分析、材质成分分析、夹杂物及金相组织分析,可以得到以
下结果:
(1)软管材质分析结果表明是304不锈钢,304属于奥氏体不锈钢,耐卤族元素(尤其是CI一)点蚀能力差;
(2)软管泄漏是南于内壁腐蚀穿孔造成的,内壁腐蚀类型为点蚀,未发现应力腐蚀和品间腐蚀痕迹;
(3)由软管的内壁在点蚀孔和点蚀坑附近普遍存在Cl元素可知,软管点蚀主要由Cl一导致,软管组织中的细小夹杂物以及内壁钝化层破损处,在垢下Cl一高浓度部位极易产生点蚀。
2.2 腐蚀介质来源分析
(1)燃料气含有大量H:S和CO (大于1 000mg/kg),但单独作用不会造成304不锈钢点蚀,否则整个软管都会发生点蚀,并且平时使用过程中就会腐蚀泄漏;
(2)造成软管点蚀的是304不锈钢最敏感介质cl一,一部分来源于停工检修时的吹扫蒸汽冷凝水,另一部分来源于燃料气在软管内壁沉积锈垢积聚的Cl一,水沉积到软管下垂弯曲部位;
(3)软管内壁沉积锈垢有利于冷凝水中的cl一积聚和浓缩,再加上垢下电化学腐蚀促进作用及H:0和H:S的作用,加速了点蚀发生。
3 建议措施
(1)软管在使用过程和检修时,尽量避免接触含Cl一介质,尤其是检修时,及时除垢和排净残液,避免含Cl一介质对软管产生点蚀;
(2)软管材质升级为耐Cl一点蚀能力较强的316L不锈钢。
 
脚注信息