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1、第18卷第4期聚酯工业Vol.18No.42005207PolyesterIndustryJuly2005汽提闪蒸罐的失效分析及修复刘成勇(扬子石化公司化工厂PTA二车间,江苏南京210048)摘要:从焊接和工艺方面分析了奥氏体不锈钢罐体产生腐蚀减薄穿孔的原因,选择局部贴补方法,对罐体进行修复,保证了设备正常运行。关键词:PTA;汽提闪蒸罐;修理中图分类号:TQ051.62;TQ050.9文献标识码:B文章编号:100828261(2005)0420041203扬子石化公司PTA装置TA溶剂回收系统的闪这是奥氏体不锈钢
2、容易出现也是最危险的一种缺蒸罐,通过闪蒸回收醋酸,其主要技术参数见表1。陷,其后果是使金属失去机械强度和延展性。它是它运行的稳定与否,直接影响到装置的酸耗和环保沿晶粒边缘所产生的腐蚀现象,主要发生在热影响指标的控制。该设备1990年4月投入运行,1995区附近。晶间腐蚀产生的根本原因是奥氏体不锈钢年12月底因腐蚀冲刷出现筒体穿孔、泄漏,进行现加热到敏化温度区450～850℃时,在晶界形成碳化场修复,并于1996年10月更新一台新罐。在随后铬使得晶界处奥氏体局部贫铬,在此温度区间停留的几次开罐检查中,都发现筒体内表面有不
3、同程度时间足够长时,就易发生晶间腐蚀。控制方法:①对的腐蚀。经着色检查,发现罐内壁有许多细小的裂于奥氏体不锈钢件可采用高温固熔处理,即加热到纹,从腐蚀处取几块试样,作金相检验,发现焊缝存1050～1100℃保温,然后用水淬冷;②改善焊接工在裂纹、未焊透,晶间腐蚀、应力腐蚀和其他腐蚀引艺,尽量减少焊缝两侧的母材在450～850℃的停留起的晶间裂纹及沿晶裂纹。时间。1.1.2热裂纹表1技术参数热裂纹是在焊缝凝固时或温度较高时产生的裂Table1Technicalparameters纹。这种裂纹主要生于焊缝,产生的根本原因是
4、不名称参数名称参数锈钢中的镍元素与碳、磷易形成低熔点共晶,使焊缝设计压力/MPa0.26设计温度/℃175易裂。同时不锈钢线膨胀系数大,焊接中无相变,奥工作压力/MPa0.083工作温度/℃133氏体晶粒长大,容易在应力作用下产生热裂纹。介质醋酸、TA、溴离子等主体材料00Cr17Ni14Mo21.1.3应力腐蚀筒体壁厚/mm14腐蚀余量/mm6.4应力腐蚀是由于腐蚀在材料上形成凹痕或裂隙,但它在残余拉应力作用下,在凹痕或裂隙的根部1原因分析产生裂纹,裂纹的产生又加速了尖端的腐蚀,因此应力腐蚀是一种脆性断裂,它是在应力
5、和特定的腐蚀闪蒸罐的材质为00Cr17Ni14Mo2,是一种低碳环境共同作用下发生的。而焊接过程的残余应力、奥氏体不锈钢,相当于316L,它具有较强的抗腐蚀工作应力及封头成型产生的应力为产生应力腐蚀提性能。供了力学因素;醋酸溶液又为应力腐蚀提供了很好取焊缝纵横截面样,对母材、焊缝和热影响区的的腐蚀环境。硬度进行测定,测试结果表明,焊缝及热影响区的硬度高于母材,即焊缝及热影响区存在残余应力。产裂纹的宏观检验及金相形态表明,裂纹均起始生腐蚀穿孔的主要原因是焊接和工艺因素的影响。于筒体内壁焊缝,呈以沿晶为主的裂纹扩展形态,部
6、[1]分裂纹有分叉,其形态特征如图1所示[2],具有应力1.1焊接因素影响1.1.1晶间腐蚀腐蚀裂纹的特征。从图2电镜扫描可以看见内壁沿金相检验发现,热影响区存在晶间腐蚀现象。晶裂纹形貌特征。收稿日期:2004208216。作者简介:刘成勇(19732),男,江苏江宁人,助理工程师,现从事PTA设备管理工作。42聚酯工业第18卷钢板贴附在缺陷部位,从而将缺陷部位与介质隔离开来,以增加其抗腐蚀性能。由于罐体各点测的厚度不低于4.3mm,钢板缺陷离表面最大深度为3.2mm,最大长度为140mm,取样分析所做的力学性能和化学
7、性能分析均可靠,满足贴补的要求,只要探伤工作做得全面和彻底,不会产生后遗问题,而且该方案简单易行,所需时间短,因此采用第二种方案。图1应力腐蚀裂纹形态2.2处理步骤Fig.1Stress2corrosioncrackmorphology2.2.1缺陷定位[4]对缺陷进行超声波探伤检查,确定其长度及分布,并在罐体上作出标记。2.2.2材质取样分析在缺陷部位和边缘部位取样进行化学分析,以进一步证实,即使在缺陷边缘,其材质也是可靠的。2.2.3缺陷清除对内外表面缺陷用磨光机进行打磨,直至裂纹图2电镜扫描彻底清除,再作PT(渗
8、透探伤),直至合格。Fig.2Electronicmicroscopescanning2.2.4贴补材质1.2工艺因素影响用与母材相近的316L钢板,厚度为4～5mm。[3]宏观检查发现,筒体内表面有许多小孔,其小孔2.2.5补焊工艺要求直径等于或小于孔深,这是点蚀的特征。该设备处彻底清除着色后的赃物,施焊前预热100～150℃,
