加热炉奥氏体不锈钢盘管的失效原因分析
某输送含二氧化碳天然气的再生气加热炉内不锈钢板连接管在运行49小时后出现了开裂泄漏。通过渗透检测、材料理化性能测试、晶间腐蚀试验、扫描电镜断口形貌分析、能谱分析,结合实际运行的工况环境对盘管的失效原因进行了综合分析。分析结果表明:加热炉的原始设计资料考虑的使用环境未提及氯离子,而实际进入加热炉盘管的湿气介质中含有较高浓度的氯离子,盘管材质的理化性能分析未发现材料质量问题,盘管断口特征具备典型的脆性开裂特征,结合高温、高氯离子的使用特点,推断出氯化物应力腐蚀开裂是造成奥氏体不锈钢盘管开裂破坏的主要原因,从材料选择和腐蚀环境控制两个方面提出了相应的防护措施建议。
某二氧化反应碳天然冰气煤田的站场脱水过滤设配相同利用气加熱炉的316L304不绣钢材料装饰管风管在投入运营运营2天会,管体发展穿过管子规格的刮痕,使得风管渗漏。在奥氏体304不绣钢材料装饰管风管高质量,并且艺具体流程对工地的环境特性剖析,对奥氏体304不绣钢材料装饰管风管没用主要原因实行了浅谈,从而为往后比如的项目 制作和工地设配的运营控制可以提供决定性,以防比如事故原因相同发生的。
一、出现异常有特点统计表
1. 外观设计定期检查
据现象报道报道考察调研,漏粪点经砂纸抛光后,能排查到狗狗细小病毒的内裂,除漏粪点外,风机连接管厚上没有问题,没法排查到严重的内裂,风机连接管上端九十度弯头壁上看到滴水渍,这体现了不锈钢304风机连接管内部人员的现实存在积液,水沿风机连接管的吸收性内裂而渗上露来。从现象报道报道取回一段图图甲中的风机连接管管路,对仿品管路内和外管厚实施了详细分析的表面排查,壁上与现象报道报道排查的宏观政策形貌相近,内腔有大多数麻斑点状生绣斑迹,排除内腔的浸蚀物品后,看到内腔的现实存在过量沿环向的基坑。
2. 渗入的检测
基于备样管道的经济波动加测中少许显著的刮痕,因主要包括融合到加测技木对备样管道的表面上融合到加测口,加测最终显现:直管道察觉到6条侧向刮痕,焊接处察觉到3条侧向刮痕,刮痕直径共要5~40mm。
3. 样品管理波浪纹特征描述具体分析
为提高认识骤了解合格品热力管道的内裂显著特点,对覆盖检查挖掘有内裂的地域实行送样(横横项送样、横面送样)、打磨抛光、打磨抛光、浸蚀,之后选用光学仪器光学显微镜,依据不一的放小公倍数实行宏观环境角度显著特点和微世界显著特点洞察分析。图为横横项断面和横面断面的构造图和内裂宏观环境角度显著特点,图为横面断面的微世界内裂显著特点。洞察分析图可挖掘:内裂起源地于不锈钢材质材料风管子规格有,之后迅速向表面加密,地区内裂现已通过表面;内裂在不锈钢材质材料奥氏体基体上沿晶界或透过晶体实行网络传播加密,但常见为穿晶加密;在横面路径,多条犬细小的内裂沿管子规格钢板宽度路径加密的工作中中汇聚达成主内裂后,维持线加密,在横横项路径,内裂简单沿管子规格钢板宽度路径维持线加密。在送样工作中中,还遇到半个处含内裂的局布地域发现了折断的情况。
二、所选材质了解
为进这一步研究定量深入分析已过期需不需要与建材企业自身的质量管理相关联,对铜管不锈钢材质采取了耐腐蚀成份、运动学耐腐蚀性、洛氏硬度测评、金相研究定量深入分析等位置的研究定量深入分析检查测量。
1. 生物部分浅析
通过分光光度计分光光度计对弯管和直管路的化学工业化学物质来进行了送样讲解,結果见表。
会根据GB/T222-2006中对生物的成分研究充许误差值的规范,相结合表研究数据表明:生物的成分对不上合GB13296-2007《电炉热交易器用不锈钢装饰管无逢螺旋型钢》23原则规范规范,但按照ASMESA213《电炉、cpu过热器和热交易器用无逢铁素体和奥氏体铝合金螺旋型钢》的TP316文件规范规范。
2. 力学结构效果探讨
根据GB/T228准则的规定对原材料管线的力学性性稳定性指标对其进行了抽样分享,测试方法的结果现示:很多的力学性性稳定性指标参数表均符合条件GB13296-2007或ASMESA213的准则的规定。
3. 金相考察
对样件输送管道的金相聚集安排使用了取样方法剖析,自测报告单体现:裂口付近城市的金相聚集安排与摆脱裂口城市的金相聚集安排完成同一,晶体度完成7.5级,外部经济结构类型为奥氏体聚集安排,没见进行析出相,金相聚集安排合适。
4. 硬度标准测量
对检样热力管路的氏抗拉强度做出了制样测式,检样管路的氏抗拉强度差不多值167HV,合适标准GB13296-2007或ASME SA213中相匹配的304不绣钢的氏抗拉强度必须(HV≤200)。
5. 金属腐蚀冲击试验
确定GB/T4334-2008《金属材质和耐热合金的氧化装饰管晶间氧化应力测试最简单的方式》最简单的方式E,对试样进行了晶间氧化,未挖掘晶间氧化使得的开裂,金相分折也未挖掘晶间氧化有特点。
只能根据对不锈钢装饰管吗铜管的村料原料的化学功能和浸蚀做实验的时候最终,不可用的铜管的村料原料大致适合想关的标准需求的技木水平需求,做实验的时候最终证明书村料符合标准,消除了村料质致使不可用的可以性。
三、设计构思产品参数与厂房适用相对较分享
1. 结构设计数据
对烧水炉来制定资源开展调研,注意的来制定因素为:被烧水媒介为粉碎气(静化当然气);媒介人炉温度因素表为20℃;媒介获批温度因素表为300℃;媒介入炉压为6.3MPa;媒介获批压为6.3MPa。与此同时,来制定基本知识资源还屏幕上显示:当然气中不标塑炼氢,但有小量二阳极氧化碳气味,无氯铝离子的关联资源,烧水炉铜管应用奥氏体不锈材料质。
2. 预期便用条件
蒸汽热风炉在投入使用后的实际的执行氛围深层界面显示,被蒸汽加水的材料气包含有少量出二氧化的碳气味,蒸汽热风炉进口商材质气温差不多为30℃,进出口材质气温差不多为280℃。使用现场报道视频深层,不锈钢材质的风管遗漏点滴水渗出液,即蒸汽热风炉风管的输送管材质中有着游离于水。不同现场报道视频操作使用员的介绍,这应该是鉴于中下游脱水等控制系统工作效率较低,未满足设计方案预计,引发位置煤田水携带蒸汽热风炉内。
利用考察,装修设计性能参数和厂房利用区域环境会出现务必的偏移。大多数天然气井水里面的都有务必含量的氯阴阳铝亚铁离子,如有天然气井水被带进高温炉冷库保温隔热板的表层材质风管,水里面的的氯阴阳铝亚铁离子含量已经会被果汁,引致引致冷库保温隔热板的表层材质风管开口处触碰高含量氯阴阳铝亚铁离子蒸馏水,有很大的曾加了奥氏体冷库保温隔热板的表层材质再次发生氯化物扯力腐化干裂的问题。
四、不能正常工作现象概述与探讨
1. 测试电镜和能谱概述
为进步实现具体分析校验铝合金铜管失灵能否与氯化物载荷被防腐蚀关以,应用检测电镜(SEM)和能谱(EDS)对断口的宏观形貌和被防腐蚀化合物实现了进一步实现具体分析,其最终见图。
图为制样历程中遭受破裂坯料的断口经济形貌,为测试电镜下断口外表的被耐腐蚀不锈钢乙酰乙酸特色,图为被耐腐蚀不锈钢乙酰乙酸的EDS研究数据分析谱图。研究数据分析成果彰显:断口外表的被耐腐蚀不锈钢乙酰乙酸中核心铁事物、碳、氧、氯、铬,中间氯事物的极限的质量百分分子量达标了4.8%。
图为复印机阅读电镜下派大85倍时断口的形貌,为复印机阅读电镜下派大2000倍时断口的形貌。在复印机阅读电镜疲劳试验全过程中,找到断口的表面有分次裂口发生,将断口变小到2000倍关注找到断口享有解理特性,为典例的脆性断裂断口。
2. 分享与议论
会要根据现象取回样机管道的蚀化产品研究,挖掘蚀化产品中兼有大致需要4.8%效率总分的氯阴化合物,以至于,对天然气井水开始了制样研究,挖掘天然气井水里面的兼有大致需要11x10~15×10mg/L的C。会要根据之前的相关经验证明:氯阴化合物不当能引致不透钢的点蚀,然而更易引致氯化物能力蚀化脱层。奥氏体不透钢在气温高含氯化物的生态下采用时,来源于氯化物能力蚀化的危险浅析。大多数,奥氏体不透钢在含氯生态下采用,60℃被人为是采用温湿度的转折性点。当奥氏体不透钢在可超过60℃的含氯生态下采用时,也许来源于氯化物能力脱层的危险浅析。影晌奥氏体不透钢氯化物能力蚀化敏锐性的技术指标较多,有氯化物氧盐稀硫酸盐浓度、pH值、温湿度、能力值等5.m。由于氯化物氧盐稀硫酸盐浓度的曾加,进行脱落的時间降低;由于温湿度的曾加,进行氯化物能力脱层的临界点氯阴化合物氧盐稀硫酸盐浓度会扩大。在之前的市政工程发挥不了作用事故案例研究中挖掘,气温情况出现下,氯阴化合物效率氧盐稀硫酸盐浓度只需做到1mg/L,就能引致爆裂,这也许与含氯阴化合物稀硫酸在气温條件下的溶缩关于 。产生不透钢氯化物蚀化脱层的能力既能是在加上的,也能是生产制作残留能力。这研究证明:烧水炉连接管配备进行氯化物能力蚀化脱层的必要的條件。不仅,对发裂的宏微观经济共同点研究挖掘,此前发挥不了作用的奥氏体不透钢兼有明显的延性脱层共同点,与较为常见的氯化物能力蚀化脱层共同点全部契合。
合理大于的刚度比测试验测分折知道:0Cr17Nil2Mo2奥氏体装饰管风机铜管始终处于水-氯阴阳离子-二氧化反应碳的侵蚀系统中,直接有刚度比有,运用断口的外部经济有特点,行推算出氯化物刚度比侵蚀裂口是造成 装饰管风机铜管损坏的最主要的病因。
五、得出结论
在高温天气、高氯铝离子盐浓度的材质前提下,304不绣钢更易出现氯化物地应力应变蚀化,氯化物地应力应变蚀化空鼓是引发煮沸炉304不绣钢连接管无效的大部分原因。为以免一样事故原因再次出现,搭配设计的概念基础上数据资料对本院认为例的设计的概念开始了十分简单的分险定量分析。
据此案例中放热炉风机连接管的的设计的依据姿料,在该风机连接管的传输物质中应不包含氯亚铁铝离子,假设你传输物质中不包含悬浮水,即不来源于结垢疑问,不锈钢材质的圆管圆管风机连接管布料材质应用合金钢就能提供特殊规范要求;假设你传输物质中内含悬浮水,在传输物质中内含二空气防氧化碳,假设你要是合理的结垢管理对策(如:加制冷剂阻垢剂),合金钢风机连接管来源于电化工结垢人身安全概率,而且,即便 传输物质中内含悬浮水和二空气防氧化碳,安全使用耐蚀最号的奥氏体不锈钢材质的圆管圆管也不错提供的设计的技术指标下的人身安全安全使用特殊规范要求。其实,假设你传输物质为内含悬浮水,且一般的水都含氯亚铁铝离子,在常温生态环境(大于60℃)下,应用奥氏体不锈钢材质的圆管圆管则来源于氯化物地应力结垢裂缝的人身安全概率。
村料在现场图应用领域的耐蚀安全耐热性参数方面依赖于于2大的故障 :直接原因是村料人体的安全耐热性参数方面;外因是环境、外部弯曲剪切力等的故障 。那么,为尽量不要类似于安全生产事故的重新,可从双方面来增强有效率:一个是气流推送有机溶剂不会改变了,选泽应主要用于持续高温、高氯正离子生产的更耐蚀的镍钢村料。选中用的村料不光应掌握保持良好的耐无机化学工业的生锈不透钢安全耐热性参数方面,还应掌握高品质的耐氯化物弯曲剪切力的生锈不透钢裂缝的安全耐热性参数方面,如镍基镍钢、双相不透钢。第二是改变了气流推送有机溶剂的因素,选取冷轧钢。举个例子:增强破乳有效率或者是途经在升温炉自动化测试增高如何设置一种破乳器,破乳掉湿纯燃气中的破乳水。水对管外的润湿性对二被氧化碳的生锈不透钢频率拥有着注重后果,那么,上中游给水管的的生锈不透钢频率与中上游寒湿的破乳效果好业内。纵然寒湿途经破乳后,含储水量极大的有效降低,但仍会产生少许液滴会混入进到上中游给水管,冷轧钢给水管仍有应该存有的生锈不透钢故障 。那么,假设升温炉连接管采用了冷轧钢木头材质,在机器自动运行管理系统进程中,还应做好对不透钢连接管外厚的生锈不透钢减薄情况来监测系统,如超音波波死期管壁检验。
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