对于硫铵装置316l不锈钢管线开裂原因分析及焊接

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1、学兔兔www.xuetutu.com■腐蚀防护石油和化工设备2一．014年第17卷硫铵装置316L不锈钢管线开裂原因分析及焊接王立波(中石油大庆炼化分公司，黑龙江大庆163411)[摘要]硫胺装置DN5O0×5管线材质为316L；N锈钢。在运行中，该管线多次发生腐蚀泄漏事故。本文对管线腐蚀原因进行了分析，提出了相应的解决措施，效果良好。可为类似装置的运行及管线施工提供借鉴。[关键词]硫胺装置；不锈铜管线；应力腐蚀；分析；焊接大庆炼化公司聚合物一厂硫胺装置是该公下观察，应力腐蚀的裂纹呈树枝状，由根部向尖司主要化工

2、装置之一。该装置大部分管线材质为端逐步深入扩展。316L不锈钢。在生产运行中，该装置①500×5的1管线泄漏原因分析不锈钢管线多次发生腐蚀泄漏(见图1)。316L属1．1应力腐蚀是在拉应力和腐蚀性介质共同作用超低碳不锈钢，其含碳量低于0．03％，能够有效抵下产生的，它与单一的由应力产生的破坏及单一抗因碳化物析出而产生的晶间腐蚀，具有良好的的腐蚀性介质引起的破坏不同。应力腐蚀发生时抗晶间腐蚀性能，因此管线泄漏原因可基本排除存在的拉应力可以很小，腐蚀性介质也可以较微晶间腐蚀的可能，根据泄漏部位和运行介质，初弱，但只

3、要同时满足这两个条件，就会发生应力步判断为不锈钢应力腐蚀开裂。腐蚀。1．2硫铵装置不锈钢管线运行温度在90℃左右，工作压力微负压至0．01MPa之间，运行介质主要为饱和硫酸溶液。介质中富含氢离子、硫酸根离子和大量水蒸气，形成腐蚀性电解质溶液。316L不锈钢中存在铁、铬、镍等金属元素和杂质，各种金属及杂质的电极电位不同，在饱和硫酸电解质溶液中形成无数个微小的微电池组，在电化学腐蚀的作用下阳极金属失去电子，阴极金属得到电子。电子的运动造成阳极金属的不断溶解，使阳极金属产生微裂纹，随着电化学腐蚀的进行，裂图1硫胺装置

4、被腐蚀的不锈钢管线纹不断扩大。应力腐蚀是指金属在腐蚀性介质和拉应力共1．3从被割开的腐蚀管线可以看到，该管线由卷同作用下产生的脆性断裂，是奥氏体不锈钢较严板机卷制加工而成，纵焊缝的两侧存在卷板时留重的失效形式之一。主要成因是金属在焊接时，下的直边，纵焊缝两侧存有较大的加工残余拉应母材和填充金属在高温融合下形成焊缝，高温焊力。同时，施工质量未达到相关施工标准，施工缝随温度降低逐渐冷却，由于热胀冷缩原因，在时焊缝对口问隙过小，多处未焊透。对口错边量冷却的同时产生焊缝收缩，焊缝两侧母材金属为超过2mm的规定值，这些缺

5、陷的存在使焊缝本身阻止焊缝收缩，向两边不断拉伸焊缝，从而形成应力过于集中，焊缝中存在大量焊接残余应力。焊缝处的拉伸应力，造成焊缝部位及近缝区应力集中。作者简介：王立波(1969一)，男，黑龙江巴彦人，大学学历应力腐蚀没有塑性变形征兆，一旦发生，腐工程师。主要从事炼油厂设备检修、维护及安装工作。蚀进展迅速，容易引发重大事故。在金相显微镜学兔兔www.xuetutu.com第10期王立波硫铵装置316L不锈钢管线开裂原因分析及焊接一65—1．4管r端部的封头为冷旋压封头，在封头边缘处状扩展，符合典型的应力腐蚀特征。

6、结合上述分冷枷工残余应力。析，可确定该硫铵装置316L不锈钢管线泄漏原因1．5以』二特征同时满足发生应力腐蚀具备的条件，为不锈钢应力腐蚀开裂。[犬】此存拉伸应力和腐蚀性介质的共同作用下，该管线多处发生应力腐蚀泄漏。腐蚀情况见图2、图3。图4放大1o0倍图片3整改措施为阻止应力腐蚀继续发生，对原有DN500×5旧管线全部进行更换，由无缝钢管取代原有的卷管，并在更换管线的过程中采取了减少应力集中的措施，有效避免了应力腐蚀开裂再次发生。施图2工要点如下：3．1材料复验按照管线产品质量证明文件要求，对新购进的不锈钢无缝

7、钢管进行金相组织分析及机械性能复验，确保管材质量符合标准要求。3．2消除应力对旋压封头冷加工后存在的残余应力进行固溶处理，消除加工残余应力。3-3正确选择焊接材料正确选择焊接材料，是保证焊接质量的关键。根据3l6L不锈钢母材的化学成分，用于氨弧焊接的打底焊丝选用H00Crl9Nil2Mo2，用于手工焊填充、盖面的焊条选用A022不锈钢焊条。焊接前焊丝要打磨干净，焊条使用前应在300～350℃下图3烘干，保温一小时，使用时放在保温桶内。2金相分析验证3．4切割、打磨为进一步验证这一判断，用等离子切割机在管道坡口加

8、工采用管道坡口机在现场加工，管线上对泄漏部位进行切割取样，再做金相组织单面坡口角度为35。，并保留2mm钝边，组对前分析。首先把裂纹的尖端部位用机械加工方法加把坡口内外两侧各20mm范围内的毛刺、油污等工成金相试块，经过打磨、抛光后用显微镜进行清理干净。观察，未见明显缺陷。然后把金相试块放在王水3．5组对、吊装中浸泡腐蚀，继续在显微镜下观察，可见到明显为减少焊接残余应力，管线组对时严禁