對某些CF-62鋼制壓力容器中的裂紋分析與防止

加氫裂化裝置容器與管線的在用檢驗合肥通用所壓力容器檢驗站袁榕關(guān)衛(wèi)和4/7/20241本專題研究重點(diǎn)

4/7/20242加氫裂化裝置原理、流程及特點(diǎn)加氫裂化是將大分子的重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為廣泛使用的小分子的輕質(zhì)油的一種加工手段?？杉庸ぶ别s柴油、催化裂化循環(huán)油、焦化餾出油，也可用脫瀝青重殘油生產(chǎn)汽油、航煤和低凝固點(diǎn)柴油。加氫裂化裝置是煉油廠最重要的的生產(chǎn)裝置之一，在高溫、高壓、臨氫狀態(tài)下操作。加氫裂化裝置的工藝流程主要有三種類型方法：⑴一次通過法：所產(chǎn)尾油不參加循環(huán)。⑵局部循環(huán)法：所產(chǎn)尾油一局部參加循環(huán)，一局部排出裝置。⑶全部循環(huán)法：所產(chǎn)尾油全部參加循環(huán)，不排尾油。加氫裂化裝置主要設(shè)備有加氫精制反響器、加氫裂化反響器、加熱爐、高壓熱交換器、高壓空冷器、高、低壓別離器、高溫高壓臨氫管道、高溫閥門等。詳見圖1、圖2、圖3、圖4。4/7/20243圖1加氫裂化裝置流程簡圖〔帶循環(huán)尾油〕4/7/20244圖2大連熱壁加氫反響器4/7/20245圖3高溫高壓臨氫管線4/7/20246圖4熱高分4/7/20247加氫裂化裝置原理、流程及特點(diǎn)加氫裂化裝置是在高溫、高壓條件下操作，介質(zhì)為烴類、氫氣和硫化氫，運(yùn)行條件較為苛刻。高溫氫的腐蝕－外表脫碳和內(nèi)部脫碳〔氫腐蝕：高溫高壓氫擴(kuò)散進(jìn)入鋼中并和不穩(wěn)定的碳化物反響生成甲烷氣體〕高溫氫－硫化氫的腐蝕〔腐蝕形態(tài)為硫化氫對鋼的化學(xué)腐蝕，在富氫環(huán)境中90%～98%的有機(jī)硫?qū)⑥D(zhuǎn)化為硫化氫，在氫的促進(jìn)下加速對鋼材的腐蝕。設(shè)計時通過選材解決－鉻鉬鋼材料作基材，不銹鋼復(fù)合堆焊作內(nèi)襯。4/7/20248加氫裂化裝置原理、流程及特點(diǎn)加氫裂化裝置的操作范圍：操作溫度380~450℃，操作壓力8～20MPa.設(shè)備名稱設(shè)計溫度/壓力加氫精制/加氫裂化反應(yīng)器?450℃/8～20MPa高壓分離器?260℃/8～20MPa高壓熱交換器260℃～450℃4/7/20249加氫裂化裝置原理、流程及特點(diǎn)4/7/202410加氫反響器開展簡況4/7/202411加氫反響器開展簡況4/7/202412圖5熱壁加氫反響器4/7/202413加氫裂化裝置常用材料設(shè)備名稱選用材質(zhì)加氫精制、裂化反應(yīng)器（設(shè)計溫度≤450℃/設(shè)計壓力8～20MPa）板2.25Cr-1Mo(SA387Gr22CL2)+6.5mm(Tp309+347)堆焊層或+4mm(TP347)單層淺熔深堆焊鍛2.25Cr-1Mo(SA336F22CL2)+6.5mm(Tp309+347)堆焊層或+4mm(TP347)單層淺熔深堆焊高壓熱交換器（溫度≤260℃)管程：反應(yīng)流出物：管箱（碳鋼、碳鉬鋼＋4～6mmCA;鉻鉬鋼＋3mmCA)管板（碳鋼、碳鉬鋼、鉻鉬鋼＋8mmTP309+347)殼程：循環(huán)氫、原料：殼體（碳鋼、碳鉬鋼、鉻鉬鋼＋3mmCA）高壓熱交換器（溫度＞260℃～450℃)管程：反應(yīng)流出物：管箱（鉻鉬鋼＋3mm1Cr18Ni9Ti復(fù)合板或+6.5mmTp309+347堆焊層或+4mmTP347)管板(鉻鉬鋼＋8mmTP309+347或鉻鉬鋼＋8mmTP410)殼程：循環(huán)氫、原料：殼體（鉻鉬鋼＋4mmCA；或＋3mm1Cr18Ni9Ti復(fù)合板；或+4mmTP347；或+6.5mmTp309+347堆焊層）4/7/202414缺陷種類產(chǎn)生缺陷溫度和現(xiàn)象缺陷存在部位回火脆化長期在350～593℃下使用，不純物在晶界偏析，產(chǎn)生脆化，材料脆性轉(zhuǎn)變溫度向高溫側(cè)遷移。2.25Cr-1Mo鋼母材、焊縫金屬氫腐蝕裂紋長期在250℃以上溫度使用，介質(zhì)與鋼產(chǎn)生表面和內(nèi)部脫碳2.25Cr-1Mo鋼母材、焊縫金屬氫致裂紋高溫操作后急冷2.25Cr-1Mo鋼母材、焊縫熱影響區(qū)蠕變裂紋＞400℃蠕變區(qū)域反應(yīng)器開口鍛件與殼體連接部位焊縫熱影響區(qū)奧氏體不銹鋼焊接部位的氫脆裂紋高溫操作氫擴(kuò)散入鋼內(nèi)，停工后冷卻速度快易開裂反應(yīng)器內(nèi)部堆焊層，內(nèi)構(gòu)件連接焊縫，墊片密封槽奧氏體不銹鋼堆焊層的剝離高溫操作后急冷使母材與堆焊層界面分離筒體、封頭堆焊層應(yīng)力集中裂紋由于結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性和溫度應(yīng)力產(chǎn)生的集中應(yīng)力裙座與封頭連接部位，外構(gòu)件連接部位奧氏體不銹鋼連多硫酸應(yīng)力腐蝕裂紋反應(yīng)器停工后堆焊上的FeS與濕空氣中的氧和水反應(yīng)生成H2SXO6產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件和內(nèi)部堆焊層加氫反響器產(chǎn)生的缺陷及部位4/7/202415材料選擇〔純潔化〕4/7/202416材料選擇〔純潔化〕3、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)對硫磷含量的要求為：P為0.035以下,S為0.035以下。日本石油學(xué)會對壓力容器專用鋼材的純潔化提出比較明確規(guī)定，如對于高溫和高溫高壓氫環(huán)境下使用碳鋼和低合金鋼Cr-Mo鋼板及鍛件，為了防止在使用過程中逐年老化〔蠕變、蠕變脆化和氫腐蝕〕，要求壓力容器專用鋼材的硫、磷含量取以下值為妥：碳鋼：P為0.015以下,S為0.010以下；0.5Mo鋼:P為0.010以下,S為0.008以下；1.0等中溫用鋼的P為0.010以下,S為0.008以下?！踩菀?guī)要求P為0.030以下,S為0.020以下〕J系數(shù)＝〔Si＋Mn〕×〔P＋Sn〕×104≤120；X系數(shù)＝〔10P＋5Sb＋4Sn＋As〕×10-2≤15ppm。濕硫化氫環(huán)境下使用碳鋼和低合金鋼板及鍛件，其磷含量不應(yīng)大于0.005%，硫含量不應(yīng)大于0.010%。4/7/202417圖6臨氫條件用鋼防止脫碳和開裂的操作極限〔API941第6版〕1998年4月4/7/202418圖7臨氫條件用C-0.5Mo和Mn-0.5Mo鋼的使用經(jīng)驗〔API941第6版〕1998年4月4/7/202419圖8典型階梯冷卻線圖4/7/202420制造要求1、凡選用材料在使用中有可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的情況，制造后均應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。對不同材料推薦如下的焊前預(yù)熱溫度〔亦可根據(jù)焊接工藝評定確定預(yù)熱溫度〕。Cr-0.5Mo、≥150℃；2.25Cr-1Mo≥200℃奧氏體不銹鋼堆焊層≥100℃2、焊接施工中應(yīng)注意問題：⑴、將應(yīng)力集中較嚴(yán)重的部位如開口接管、裙座與封頭連接部的角焊縫改為對接焊縫。⑵、焊縫的邊緣應(yīng)打磨圓滑過渡，并將焊肉高度磨平以減小應(yīng)力集中。⑶、焊后熱處理〔PWHT〕溫度要選擇適當(dāng)，過高強(qiáng)度降低，蠕變斷裂延性增加。⑷、所有角焊縫應(yīng)徹底檢查，以確定無裂紋。反響器制造過程中為提高密封面309和347堆焊層的韌性和抗裂性能，347堆焊層應(yīng)盡量在最終熱處理后再堆焊和加工。3、反響器內(nèi)部構(gòu)件的支座臺，內(nèi)裙聯(lián)接處為防止裂紋可采用三層堆焊，第一層309，第二層308，最外層347。4/7/202421制造要求4/7/202422制造要求5、在400℃以上的高溫條件下，盡量防止采用異種鋼的焊接接頭。鉻鉬鋼之間的焊接應(yīng)采用珠光體焊條，焊后需進(jìn)行熱處理，一般不推薦用奧氏體焊條焊接及焊后不熱處理。在制造上采取的措施是：根據(jù)操作條件的苛刻程度可以選用雙層襯里堆焊〔309+347〕或單層襯堆焊〔347〕，雙層抗剝離性能要優(yōu)于單層，如選用單層淺熔深堆焊〔PZ法〕為提高其抗剝離性能要適當(dāng)加大堆焊金屬的稀釋率。最近國內(nèi)采用抗剝離性能好的高速度大電流堆焊法。為防止堆焊層焊接熱裂紋和操作中產(chǎn)生σ相，應(yīng)控制堆焊層焊后狀態(tài)鐵素體的含量在3～10%范圍，堆焊層的鐵素體含量可以采用謝菲爾圖〔SCHAEFFLER〕估算或采用鐵素體測量儀直接在堆焊層上測量。一般情況下后者測量值偏高，尤其是單層堆焊。4/7/202423在用檢驗的意義4/7/202424高溫壓力容器的定期檢驗4/7/202425

石化系統(tǒng)中高溫壓力容器概況4/7/202426高溫壓力容器的主要失效模式⑴高溫?fù)p傷：許多失效事例都與高溫環(huán)境的損傷有關(guān)，在高溫下長期運(yùn)行所發(fā)生的組織性能變化和損傷形式主要有：珠光體球化、石墨化、蠕變損傷、蠕變脆化等。①、珠光體球化：碳鋼和低合金鋼管件在常溫下主要為鐵素體＋珠光體組織，在高溫下長期使用后珠光體組織中的片狀滲碳體會逐漸形成球狀滲碳體，并緩慢長大，導(dǎo)致材料常溫強(qiáng)度顯著降低，引起管件破裂。②、石墨化：碳鋼管件在500℃高溫下長期使用后，鋼中的碳化物分解，析出球狀石墨，并導(dǎo)致材料發(fā)生不同程度的脆化，引起管件破裂。③、蠕變損傷：碳鋼管件使用溫度超過400℃、低合金鋼管件使用溫度超過500℃時，隨時間的變化會發(fā)生變形，在結(jié)晶晶間生成空隙并開裂，最終導(dǎo)致破裂。④、蠕變脆化：低合金鋼管件使用溫度450℃～650℃時，在應(yīng)力比較集中的焊接熱影響部位粗晶區(qū)域，由于蠕變延性降低引起的開裂。4/7/202427高溫壓力容器的主要失效模式⑵高溫臨氫損傷：煉油二次加工裝置均有直接參加或產(chǎn)出氫氣的高溫(450℃～650℃)高壓(2～20MPa)的臨氫反響過程。氫在高溫高壓或是初生氫狀態(tài)時，可能以原子氫的形式向鋼材滲透，導(dǎo)致鋼材脆化。腐蝕部位發(fā)生于加氫精制、加氫裂化及催化重整裝置中高溫高壓臨氫設(shè)備及管線中，腐蝕形態(tài)為外表脫碳及內(nèi)部脫碳(氫腐蝕)。這些腐蝕發(fā)生在碳鋼、C-0.5Mo鋼及鉻鉬鋼中。其主要失效形式如下：①、氫脆。由于氫殘留在鋼中所表現(xiàn)出的脆性，氫脆現(xiàn)象是可逆的。②、外表脫碳。鋼中的氫在高溫下移到外表，在外表形成CH4，其強(qiáng)度和硬度下降，但一般不形成裂紋。③、內(nèi)部脫碳(氫腐蝕)。高溫高壓下的氫滲入鋼材后，和不穩(wěn)定碳化物形成CH4，在晶界或夾雜物附近形成很高壓力使鋼材產(chǎn)生裂紋和鼓泡，氫腐蝕是不可逆的。4/7/202428高溫壓力容器的主要失效模式⑶高溫介質(zhì)腐蝕①、高溫硫腐蝕：高溫硫腐蝕部位主要為焦化裝置、常減壓裝置、催化裂化裝置的加熱爐、分餾塔底部及相應(yīng)的管線、換熱器等。腐蝕機(jī)理為化學(xué)腐蝕，腐蝕形態(tài)為均勻腐蝕。其腐蝕過程分為活性硫及非活性硫兩局部。所謂活性硫化物，就是它們能與金屬直接發(fā)生反響；非活性硫化物那么是不能直接同金屬反響的。②、高溫環(huán)烷酸腐蝕：環(huán)烷酸(RCOOH，R為環(huán)烷基)是石油中一些有機(jī)酸的總稱。環(huán)烷酸的腐蝕起始于220℃，隨溫度上升而腐蝕逐漸增加，在270～280℃時腐蝕最大。溫度再提高，腐蝕又下降，可是到350℃附近又急驟增加。400℃以上就沒有腐蝕了。腐蝕部位主要為常壓爐和減壓爐出口、減壓爐和減壓塔進(jìn)料段、焦化分餾塔等。一般以原油中的酸值來判斷環(huán)烷酸的含量。原油酸值大于0.5mgKOH/g(原油)時即能引起設(shè)備腐蝕。③、高溫硫化氫腐蝕：在富氫的環(huán)境中90%～98%的有機(jī)硫?qū)⑥D(zhuǎn)化為硫化氫。在氫的促時下可使H2S加速對鋼材的腐蝕。其腐蝕產(chǎn)物不像在無氫環(huán)境生成物那樣致密、附著牢固，具有一定保護(hù)性。在富氫環(huán)境中，原子氫能不斷侵入硫化物垢層中，造成垢的疏松多孔，使金屬原子和H2S介質(zhì)得以互相擴(kuò)散滲透，因而H2S的腐蝕就不斷進(jìn)行。腐蝕部位主要存在于加氫精制及加氫裂化裝置高溫(300～420℃)的反響器容器、加熱爐管及工藝管線。腐蝕形態(tài)為H2S對鋼的化學(xué)腐蝕。4/7/202429高溫壓力容器的主要失效模式⑷高溫使用設(shè)備停工時常溫條件下的失效：石化企業(yè)中的中高溫容器存在著各種各樣的腐蝕形態(tài)，開停車時，容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋和氫致裂紋；當(dāng)設(shè)備運(yùn)行溫度在露點(diǎn)以下時，可能產(chǎn)生各類露點(diǎn)腐蝕開裂。⑴連多硫酸腐蝕連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂是在停工和檢修期間發(fā)生的。產(chǎn)生連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂、往往與奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕密切相關(guān)。這種腐蝕首先是引起連多硫酸晶間腐蝕，接著引起連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂。所以在形貌上開裂往往是晶間型的。⑵露點(diǎn)腐蝕①、硝酸鹽露點(diǎn)腐蝕：催化裂化裝置摻煉的常渣油、減渣油及焦化蠟油中的高含量N、S，在催化裂化反響中沉積于待生催化劑外表，在催化再生過程中，成為NOX和SOX等酸性氣體且通過設(shè)備隔熱襯里的縫隙進(jìn)入到設(shè)備金屬器壁內(nèi)壁，當(dāng)煙氣露點(diǎn)溫度高于壁溫時，煙氣中的水蒸汽凝結(jié)成水，在內(nèi)壁與NOX、SOX等形成含有硝酸鹽的酸性水溶液，產(chǎn)生硝酸鹽露點(diǎn)腐蝕。②、硫酸露點(diǎn)腐蝕：以重油或含硫瓦斯為燃料的裝置，常由于煙氣中生成的硫酸在溫度較低處凝聚而引起腐蝕，通常稱為硫酸露點(diǎn)腐蝕。硫酸露點(diǎn)腐蝕一般發(fā)生在制氫、催化裂化等裝置的加熱爐、余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器及煙道、煙囪等部位。主要形態(tài)為硫酸露點(diǎn)腐蝕穿孔失效。腐蝕產(chǎn)物主要為硫化亞鐵、硫酸亞鐵、二氧化三鐵、氧化亞鐵約占80%。4/7/202430加氫裂化裝置損傷形態(tài)1、氫損傷：高溫高壓條件下擴(kuò)散侵入鋼中的氫〔氫原子、新生氫〕與鋼中不穩(wěn)定的碳化物起反響生成甲烷，因此引起鋼材的內(nèi)部脫碳，即Fe3C+2H2→3Fe+CH4，甲烷不能從鋼中逸出，聚集在晶界及其附近的空隙、夾雜物等不連續(xù)處，以此為起點(diǎn)形成甲烷空隙，形成微小裂縫和鼓泡，隨著空隙壓力不斷升高，就有可能導(dǎo)致鋼材的延性和韌性顯著下降，在反響器中引起亞臨界裂紋擴(kuò)展，甚至引起脆性破壞。逐漸變成較大的縫隙和裂紋。氫的腐蝕是不可逆的。2、堆焊層外表裂紋：不銹鋼堆焊層金屬的外表裂紋表現(xiàn)在外表產(chǎn)生并向母材方向擴(kuò)展。堆焊層的外表裂紋一般出現(xiàn)在可能存在的三相應(yīng)力的內(nèi)件支撐外表，通常有以下特征：①、裂紋一般出現(xiàn)在熱壁反響器的內(nèi)部支撐凸臺的部位；②、裂紋以環(huán)向裂紋和龜裂為主；③、鐵素體含量偏高或偏低的部位容易出現(xiàn)裂紋；④、裂紋從熱壁加氫反響器堆焊層的外表向內(nèi)部擴(kuò)展。擴(kuò)展較為嚴(yán)重外表裂紋會穿透347堆焊層，大局部中止在347與309堆焊層的界面上，也有極少數(shù)裂紋會穿透309過渡層。4/7/202431照片1堆焊層裂紋宏觀形貌3×照片2堆焊層裂紋微觀形貌200×3、連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂在臨氫設(shè)備中，由連多硫酸〔H2SXO6，X＝3～6〕引起不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂更具危險性。在高溫硫化氫和氫介質(zhì)環(huán)境下生成的硫化鐵在反響器停止運(yùn)轉(zhuǎn)或檢修時，與出現(xiàn)的水分和空氣中的氧發(fā)生反響生成了連多硫酸，一定的拉伸應(yīng)力就可能引起奧氏體不銹鋼開裂。加氫裂化裝置損傷形態(tài)4/7/202432加氫裂化裝置損傷形態(tài)4/7/2024335、堆焊層剝離剝離現(xiàn)象產(chǎn)生屬于氫脆的范圍，堆焊層和母材之間的界面在正常操作過程中積累了比二側(cè)多得多的氫，停工冷卻時來不及逸出被凍在界面上。且冷卻后的反響器氫不斷往界面處濃縮，產(chǎn)生很大的垂直應(yīng)力，有人測試過大約有14kg/mm2的垂直應(yīng)力。加上兩者金屬的熱膨脹系數(shù)之差，在冷卻時內(nèi)壁比外壁降溫快，產(chǎn)生大的切向應(yīng)力。由于材料氫脆現(xiàn)象等因素的疊加，在比較薄弱的部位產(chǎn)生剝離。不銹鋼堆焊層的剝離裂紋具有以下特征①、剝離裂紋出現(xiàn)在不銹鋼堆焊層與母材熔合面的堆焊層一側(cè)，沿著生長在熔合面上粗大奧氏體晶粒的晶界形成和開展，其性質(zhì)屬氫脆斷口。②、兩條焊道的搭接部位為剝離裂紋最容易出現(xiàn)的部位，剝離裂紋大多為片狀，且根本平行于堆焊層的熔合面。③、堆焊層剝離裂紋的產(chǎn)生與熱壁加氫反響器的制造和使用過程息息相關(guān)，制造中影響堆焊層剝離的因素包括堆焊材料，焊接工藝，熱處理等，使用中影響因素主要為操作工況。加氫裂化裝置損傷形態(tài)4/7/2024344/7/2024354/7/2024364/7/202437檢驗方案⑴設(shè)備的根本參數(shù)：主要包括設(shè)計壓力、使用壓力、設(shè)計溫度、使用溫度、容器結(jié)構(gòu)規(guī)格、材質(zhì)、使用介質(zhì)、容器類別、保溫層。⑵檢驗依據(jù)：①、壓力容器標(biāo)準(zhǔn)體系②、有關(guān)的壓力容器平安法規(guī)⑶檢驗準(zhǔn)備：⑷檢驗質(zhì)保體系：①、質(zhì)保體系人員情況：②、質(zhì)保體系有效運(yùn)轉(zhuǎn)。⑸原始資料審查：設(shè)計文件圖紙、材料質(zhì)保書、制造質(zhì)保書、安裝質(zhì)保書、使用工況、實際工藝參數(shù)、歷次檢驗報告、修理改造記錄和歷次事故處理報告。⑹宏觀檢驗：4/7/202438檢驗方案⑺超聲測厚(高溫定點(diǎn)測厚)⑻無損檢測：目前壓力容器行業(yè)強(qiáng)制性使用JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)，包括五大常規(guī)檢測方法。目前正在修訂，擬包括鍋爐、壓力容器和壓力管道局部。⑼材料檢驗:化學(xué)成份、金相檢驗、硬度、鐵素體含量檢驗、晶間腐蝕試驗、能譜試驗、光譜試驗、X、J系數(shù)測定、裂紋斷口取樣等。⑽強(qiáng)度校核：GB150、JB4732標(biāo)準(zhǔn)等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。⑾缺陷評定⑿缺陷處理⒀水壓試驗：耐壓試驗是利用水或其他的加壓介質(zhì)，采用比設(shè)計壓力高的試驗壓力對壓力容器的焊縫、接管和母材進(jìn)行一次綜合性評價，以驗證其整體強(qiáng)度是否滿足設(shè)計要求〔對2.25Cr-1Mo和3Cr－1Mo材料制容器要特別慎重〕。⒁氣密性試驗⒂平安附件檢驗〔檢驗單位校驗或是用戶自行處理〕。⒃平安狀況等級和檢驗周期確實定〔容檢規(guī)〕4/7/202439不銹鋼堆焊層外表裂紋的檢驗1、對于不銹鋼堆焊金屬外表裂紋的檢驗，主要采用目視和滲透檢測。首先應(yīng)找出返修部位，并對返修部位和其它典型部位進(jìn)行鐵素體含量分析。(3％～10%.)2、對于鐵素體含量較高和返修部位應(yīng)作為滲透檢測的重點(diǎn)(滲透檢測最好使用核級滲透劑)。首先要去掉堆焊層外表的硬垢，然后做PT，有時一般的著色檢查無法發(fā)現(xiàn)，只有用熒光檢查才比較有效。3、如果裂紋較小，那么用一般的PT檢查方法檢不出來，除非等到下個檢驗周期裂紋擴(kuò)展了才能發(fā)現(xiàn)。因此在反響器投用前仔細(xì)檢查有無制造遺留缺陷，在以后歷次檢查應(yīng)以宏觀目測檢查和PT檢查為主，發(fā)現(xiàn)裂紋之后應(yīng)輕輕打磨去除，不要用硬砂輪打磨，以防止產(chǎn)生新的裂紋。4、如有必要可利用金相檢驗檢出滲透檢測無法發(fā)現(xiàn)的微裂紋。對于較深的裂紋可采用超聲方法確定裂紋的深度(擴(kuò)展到界面的裂紋應(yīng)重點(diǎn)予以核查)并進(jìn)行平安分析。5、由于焊接返修工藝比較難控制，一般不進(jìn)行返修。4/7/202440不銹鋼堆焊層剝離裂紋的檢驗4/7/202441熱壁加氫反響器主焊縫的檢驗⑶4/7/202442堆焊層開裂和皮下裂紋的檢驗⑷1、在降低氫濃度的根底上，將檢驗重點(diǎn)放在堆焊層缺陷的檢驗方面，以防止較小的缺陷在氫脆的環(huán)境下快速擴(kuò)展。2、通常利用超聲檢測來到達(dá)該要求，利用縱波斜探頭由外壁檢測堆焊層皮下裂紋，利用雙斜探頭由內(nèi)壁進(jìn)行補(bǔ)充檢驗，同時利用雙晶直探頭由內(nèi)壁檢測堆焊層內(nèi)缺陷，以消除氫脆開裂和皮下裂紋的危險性。4/7/202443堆焊層開裂和皮下裂紋的檢驗3、從堆焊層側(cè)進(jìn)行檢測，用于堆焊層缺陷檢測的試塊采用JB4730標(biāo)準(zhǔn)的T1型試塊，基板厚度T可以適量減小，但至少應(yīng)為堆焊層厚度的兩倍，T1型試塊如下圖。4、從基板側(cè)進(jìn)行檢測，用于堆焊層缺陷檢測的試塊采用T2型試塊，試塊基板厚度T與被檢基板的厚度差不得超過10%。T2型試塊如下圖。4/7/202444硫化物應(yīng)力腐蝕開裂檢驗

TP321不銹鋼焊管σ相脆化檢驗⑸1、奧氏體不銹鋼硫化物應(yīng)力腐蝕開裂的檢驗一般說可采用熒光著色檢測和渦流檢測。對于滲透檢測很難發(fā)現(xiàn)的一些微細(xì)裂紋，也可以利用金相檢驗來發(fā)現(xiàn)和評價。2、TP321材料的焊接直縫管，規(guī)格8～16英寸，厚度26～40mm。由于現(xiàn)場焊接環(huán)縫需要做900℃穩(wěn)定化處理，采用局部保溫加熱的方法。在臨近環(huán)縫的管子原來的直縫焊接區(qū)上有一個500～850℃的溫度梯度，正好落在347焊縫材料的σ相生成敏感區(qū)。σ相是由焊縫中的δ相鐵素體轉(zhuǎn)化來的。從取樣的試件中發(fā)現(xiàn)。溫度在300～800℃范圍的焊接金屬韌性下降顯著，但長期處于臨氫條件下，有可能在管子吸氫量較大的內(nèi)壁產(chǎn)生σ相脆化。而一旦冷卻速度過快〔一般大于反響器的冷卻速度〕，在應(yīng)力集中處產(chǎn)生氫致裂紋或腐蝕。一般說可采用熒光著色檢測和渦流檢測。對于滲透檢測很難發(fā)現(xiàn)的一些微細(xì)裂紋，也可以利用金相檢驗來發(fā)現(xiàn)和評價。4/7/202445加氫反響器鑄造不銹鋼脆化檢驗⑹1、長期服役在316℃到594℃的奧氏體不銹鋼鑄件，會引起脆化，其特征是硬度增加，在等于或低于使用溫度時延伸率和韌性下降。夏比V型缺口沖擊韌性值會顯著降低。2、鑄態(tài)的不銹鋼閥門采用1Cr18Ni9材料〔奧氏體組織＋20％左右的鐵素體〕，屬于亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼。當(dāng)使用中有氫擴(kuò)散到鋼中至晶格膨脹，帶來很大的附加應(yīng)力，且氫有上坡擴(kuò)散規(guī)律，導(dǎo)致局部奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變。使材料的磁性量增加，當(dāng)馬氏體相變量到某一臨界值時，便產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。3、對已經(jīng)鐵磁量增加的材料，可以通過熱處理的方法恢復(fù)。4、應(yīng)以宏觀目測檢查為主，輔以局部PT檢查。發(fā)現(xiàn)裂紋之后應(yīng)輕輕打磨去除，不要用硬砂輪打磨，以防止產(chǎn)生新的裂紋。如有必要可利用金相檢驗檢出滲透檢測無法發(fā)現(xiàn)的微裂紋。發(fā)現(xiàn)的外表裂紋一般應(yīng)打磨消除，對于較深的裂紋可采用超聲方法確定裂紋的深度并進(jìn)行平安性分析。4/7/202446梯形槽法蘭槽底園角處裂紋檢驗⑺1、早期反響器破壞事例中不少涉及主法蘭梯形槽法蘭裂紋，裂紋均發(fā)生在梯形槽底園角處，嚴(yán)重的可以深入母材。分析原因可以歸納為堆焊層σ相脆化和不銹鋼母材的氫脆聯(lián)合作用，在槽底應(yīng)力集中的地方開裂。加大槽底園角之后解決了這個問題，但是長期運(yùn)行的反響器仍有開裂的危險。除反響器以外，其它設(shè)備及工藝管線大量采用這種剛性密封的梯形墊。2、不少公司采用纏繞式的平墊用于CL1500和CL2500等級的法蘭取得了很好的效果。3、停工檢修對密封面進(jìn)行PT檢查和法蘭側(cè)面用UT檢查裂紋。在條件許可時用膨脹石墨纏繞墊片取代現(xiàn)有的梯形墊密封結(jié)構(gòu)。一旦出現(xiàn)密封面裂紋應(yīng)立即處理，輕微的裂紋可以用砂紙去除，嚴(yán)重的、不可修復(fù)的應(yīng)在法蘭槽上堆焊金屬再進(jìn)行加工4/7/202447熱壁加氫反響器平安分析1、不銹鋼堆焊層外表裂紋的擴(kuò)展模式及平安分析裂紋從熱壁加氫反響器堆焊層的外表向內(nèi)部擴(kuò)展，擴(kuò)展較為嚴(yán)重的外表裂紋會穿透347堆焊層，大局部中止在347與309堆焊層的界面上。比較淺的外表裂紋打磨消除，深的外表裂紋測定深度。對于接近穿透309堆焊層的外表裂紋應(yīng)監(jiān)控。對接近母材的裂紋擴(kuò)展模式進(jìn)行分析研究。提高反響器的最低升壓溫度，和采用合理的開、停工程序。2、不銹鋼堆焊層剝離裂紋的平安分析①、不銹鋼堆焊層剝離是使用中內(nèi)壁不銹鋼堆焊層產(chǎn)生的主要缺陷。國內(nèi)、外對剝離現(xiàn)象進(jìn)行了研究，