轻油气相管管道失效综合分析

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1、第46卷第2期化工设备与管道Vo1．46No．22009年4月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGApr．2009轻油气相管管道失效综合分析龚天宏(上海宝钢化工有限公司设备部，上海200942)摘要：通过对管道内介质的化学成分、管道材料成分、裂纹宏观形貌、母材和焊缝热影响区的金相组织、腐蚀产物能谱分析、裂纹断口电镜扫描、管道应力计算等方法，对某厂一期轻油气相管腐蚀机理进行综合分析，并推荐替换材料。关键词：气相管；焊缝；焊接热影响区；应力腐蚀开裂；304I不锈钢中图分类号：TQ055．8l文献标识码：A文章编号：1009—3281(2009)

2、02~052-04ComprehensiveFailureAnalysisonPipelineofLightOilGas-phasePipeGONGTian-hong(ShanghaiBaosteelChemicalCo．Ltd．，EquipmentDepartment，Shanghai200942，China)Abstract：Thecomprehensivefailureanalysisonthepipelineoffirststagelightoil，gas—phasepipeinacertainCompanyconcernswithmanya

3、spectsofcorrosionmechanismsuchasthechemicalcompositionsofmediumandpipematerial，themacroscopicappearanceofcrack，themetallographicorganismofbasematerialandweldheataffectedzone，thespectrumanalysisofcorosionoffspring，thee—lectron—microscopicscanningofcracksectionandthestresscalcula

4、tionofpipelineetc．Thesubstitutingmaterialisalsorecommended．Keywords：gas—phasepipe；weld；heataffectedzone(HAZ)；stresscorrosioncrack(SCC)；SUS304L2003年以前，某公司煤精厂一期轻油气相管频节法兰接头。繁发生泄漏，为了弄清楚其腐蚀机理，在一期轻油气相管大修期间现场割取了几段具有典型腐蚀特征的试样，通过对腐蚀产物化验、金相组织分析、SEM(ScanElectronMicroscope)等方法，此外，还对管道的受力、管

5、道内介质成分等进行分析、化验，对其腐蚀失效机理进行综合分析，并推荐合适的替换材料。1基本情况轻油气相管管道系304L不锈钢制造。主体管道直径650mill，壁厚10Film。管道1999年投入使用，2003年6月因频繁腐蚀泄漏失效进行更换。其中下弯头部位已发生过泄漏而补焊，管道内压约0．03MPa，使用温度约98cc。管道示意图见图1。管道介质为苯蒸气、水蒸气等混合物，并含有其他物质，介质成分见表1。图1管道示意图和经常出现裂纹的部位从介质成分可以看出，cl一含量相当高，还含有一定量的s、s0：一和S：O；一等。管道主体直径收稿日期：2008-094

6、)5；修回日期：2008．10—21650him，下面两个支管直径450InlTl。管道腐蚀材作者简介：龚天宏(1971-)，男，湖北公安人，E程师，硕士。主要从料取样包括主体管道的下弯头，支管下弯头和膨胀事机械设备的管理、维护等工作。2009年4月龚天宏．轻油气相管管道失效综合分析·53·表12003年~2004年气相管内介质成分分析结果果见表2。从成分测量的结果可以看到，304[,不锈钢的化学成分符合标准要求。裂纹的典型宏观形貌如图2～4。总体上看，裂纹集中在焊缝、弯头处母材上，所有裂纹均起源于内表面，管道内表面有大量点蚀坑，其中下弯头处点蚀坑最

7、多，并沿点蚀坑出现了短的裂纹，这些裂纹均在母材上，膨胀节内表面母材也有裂纹，管道内表面(非弯头部位)有点蚀坑，但还未发展为裂纹。焊缝处的裂纹均在热影响区，裂纹呈与焊缝垂注：4次化验结果均为宝钢化工化验室所做。直分布，也有与焊缝平行的。其中弯头一处补焊过的部位裂纹多且深。2材料成分、裂纹宏观形貌、金相组织分析管道破裂处均无明显的塑性变形，属于脆性断从焊缝和母材分别取样进行了化学成分分析，结裂特征，说明并非是由其强度不足而造成的。表2304L不锈钢的母材和焊缝的化学成分的金相分析是研究裂纹形成原因很重要的手段。图2焊缝上裂纹和母材上的点蚀图4母材上腐蚀形

8、貌图3简体纵焊缝上的周向裂纹观察裂纹尖端金相是指在裂纹尖端(即断裂件尚未完全断开)处沿断裂表面的垂直方向抛光