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    某变换工序中不锈钢管线的裂纹分析及探讨.pdf

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    某变换工序中不锈钢管线的裂纹分析及探讨.pdf

    吴菁 某变换工序中不锈钢管线的裂纹分析及探讨 39 分析出来的化学元素均与工艺介质有关,在发现 硫化物的同时也发现氯离子。该处裂纹呈现典型 的沿晶开裂特征。事实上,敏化的不锈钢材料无 需特殊有害介质,只要含水、有应力,就有腐蚀 开裂的可能。 2对环向焊缝轴向裂纹内腐蚀产物进行x 光XRAY能谱分析的结果表明腐蚀产物中 分析出来的化学元素均与工艺介质有关,发现硫 化物的同时也发现少量氯离子。此处的裂纹没有 应力腐蚀裂纹的分叉特征。 3对环向焊缝环向裂纹腐蚀产物进行x光 XRAY能谱分析的结果表明该处腐蚀产物 中除含有与工艺介质有关的元素外,并有少量氯 离子。此处的裂纹穿晶,有分叉。因为敏化的不 锈钢遇硫化物出现的裂纹是沿晶间型,氯离子是 这种应力开裂的加速剂。 3避免产生裂纹的措施 3.1 焊接工艺的选择及焊接过程控制 3.1.1正确选用焊接工艺 查证取样管线现场焊接的施工情况记录表明 该管道施工没有采用氩弧焊打底的焊接工艺,从 而导致材料的敏化和 余应力等,这是造成环焊 缝开裂的主要因素。 3.1.2严格控制焊接质量 1由于该管道口径较大,无论是管道还是 管件都是板材焊接成型。在焊接过程中,采用了 大电流的焊接导致材料的敏化,敏化的奥氏体不 锈钢裂纹都有沿晶型存在;而且焊接的部位存在 焊接的残余应力从而造成管线开裂。建议不锈钢 管道和管件在出厂前应做固溶和稳定化处理。 2在管道焊接时要做好焊前和焊后的相关 处理。在等离子切割后,将硬化层打磨干净,做 渗透检查和硬度检验,打磨坡口检查合格后才能 进行焊接;坡口不能有坑或打磨不到的地方,组 对的间隙应符合规范要求,第一遍氩弧焊打底、 慢焊、成型要好,热区急速冷却可喷水雾、不能 含氯离子,由于焊后超声波检查对不锈钢304 不敏感,检查结果无效,建议应做100%射线探 伤,而且要按相关规定做稳定化处理。 3强化对氯离子的控制。由于介质管线自 身的特殊性,氯离子的富集会对不锈钢304造 成应力腐蚀开裂,因为奥氏体不锈钢对氯离子有 很强的穿晶破裂敏感性。 3.2正确选择开车方式,减少开停车频率 3.2.1开车方式 经过分析,在开车时温度逐渐升高过程中, 会大量生成工艺冷凝液,随着温度的升高腐蚀开 裂加剧;为避免应力腐蚀开裂的产生,应先将系 统升温后再升压,这样工艺物料经过管道时,管 壁的温度高于露点温度,可以避免硫、铝等有害 物质的露点腐蚀。 3.2.2控制开车/停车的频率 由于高温硫化氢对金属的腐蚀会产生硫化亚 铁,一旦停车,硫化亚铁会与空气中的氧气和水接 触并反应生成连多硫酸,连多硫酸对奥氏体不锈 钢的腐蚀表现为应力腐蚀开裂。在工程上采取的 预防措施建议停车时,立即对相关的设备和管 道进行充氮保护。 3.3设计选材时应综合考虑其他相关因素 3.3.1材料的硬度控制 硫化氢对不锈钢产生的应力腐蚀开裂现象, 主要发生在硬度较大的地方。目前美国石油协会 编制了一套NACE 标准,防止硫化氢的应力腐蚀 开裂。该标准在工程上给予了严格的材料使用标 准,不锈钢材料的硬度及焊缝的硬度都要控制在 其标准范围内。现场取样检测的焊缝硬度均大于 260HV,已经超出了NACE,lc标准中的245HV,这 就增加了开裂的几率。 3.3.2材料综合性能的比选 由于材料本体、焊缝和焊缝热影响区均有裂 纹,可针对管线介质的温度,适当地选用超低碳 或者稳定型的奥氏体不锈钢,既能有效的控制材 料的硬度,也能提高材料的抗腐蚀性能。 4 结语 在选用不锈钢材质时,要注意工艺操作、焊 接工艺和硬度处理等因素,力求避免使用过程中 产生应力腐蚀开裂及其相关事件。 参考文献 1 ASTM美国材料实验协会标准American Society of Testing Materials. 2 NACE美国防腐学会标准National Association for Catering and Events. 收稿13期20121030

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