氫氣管路泄漏原因分析及改進(jìn)

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1、"##$年第%期·!!·氫氣管路泄漏原因分析及改進(jìn)楊家峰周旭池（中國(guó)石化集團(tuán)南京化工廠，南京"*##$)）摘要本文從宏觀檢查、化學(xué)成分、金相、電鏡等方面進(jìn)行分析，找出了氫氣管路系統(tǒng)失效原因，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞氫氣管路泄漏螺紋短節(jié)晶間腐蝕敏化裂紋*前言易燃易爆，如不及時(shí)找出原因，采取相應(yīng)的對(duì)策，將給正常的安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的隱患。管路失效件出"##"年$月，在正常的生產(chǎn)巡回檢查中，先后發(fā)現(xiàn)的部位及相應(yīng)的數(shù)據(jù)見表*?，F(xiàn)1#*#-2裝置的管路系統(tǒng)有多達(dá)*"處的螺紋短節(jié)經(jīng)查，該螺紋短節(jié)為鍛件，無(wú)熱處理記錄，螺紋泄漏

2、（其中有一個(gè)三通）。泄漏點(diǎn)全部出現(xiàn)在管路的短節(jié)與氫氣主管的焊接采用氬弧焊，焊后立即用水螺紋短節(jié)與氫氣主管對(duì)接的焊接接頭處且在螺紋短快速冷卻。節(jié)一側(cè)，如圖*所示。"宏觀檢查對(duì)*"個(gè)泄漏部位及焊縫兩側(cè)進(jìn)行宏觀著色檢查，發(fā)現(xiàn)所有裂紋都出現(xiàn)在焊縫的螺紋短節(jié)管焊接接頭區(qū)一側(cè)，裂紋緊靠熔合線。從管子的外表面看，圖*出現(xiàn)裂紋的部位無(wú)嚴(yán)重腐蝕。裂紋的顯色也不是很這些螺紋短節(jié)的工作溫度為常溫，工作壓力為突出。%9#345，工作介質(zhì)為氫氣，個(gè)別管線的內(nèi)部介質(zhì)有丙$化學(xué)成分分析酮、異丙醇和水；管外與大氣直接接觸。由于介質(zhì)屬經(jīng)化學(xué)成分分析，

3、螺紋短節(jié)的化學(xué)成分符合表*-2裝置管線失效件的部位及相關(guān)數(shù)據(jù)序號(hào)裝置失效部位管件名稱規(guī)格材料介質(zhì)工作壓力345*一高6高壓冷凝器-2*8"、丙酮、異丙醇"二高下出口$-2"二高6氫分離器螺紋短節(jié)1$:循環(huán)機(jī)出口!$:循環(huán)機(jī)出口%1:循環(huán)機(jī)出口!"!71*+,*)-./0.%9#(1:循環(huán)機(jī)出口三通8")-2$總分配盤6-2$管路/總分配盤6-2$管路*#氫氣總管6-2$管路螺紋短節(jié)**二高6油氫分離器*"二高出口工字法蘭對(duì)接管&’""(#—)#中的*+,*)-./0.鋼管的化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)，1金相檢查見表"。因此，用于制

4、造螺紋短節(jié)的材質(zhì)為在*"個(gè)試樣中取三個(gè)試樣（編號(hào)分別為2、’、*+,*)-./0.，材料的化學(xué)成分合格。+），割取帶裂紋的金相試樣和斷口試樣各一枚，供金萬(wàn)方數(shù)據(jù)·!"·化工設(shè)備與管道第#$卷表%螺紋短節(jié)的化學(xué)成分分析結(jié)果（&’(）)*+,-*.)/0+1+23%%4$56$!$78%!87$$!%7$$!$7$9$!$7$9!847$$:8;7$$67$$:887$$!<=)5$7$%>:$76$螺紋短節(jié)$7884$7;!$876"$7$%6#$7$9%!867#67;%$74%#相分析和斷口分析使用。對(duì)上述三個(gè)試樣

5、全部進(jìn)行分析，在斷口表面未發(fā)現(xiàn)有任何能引起奧氏體不銹了金相檢驗(yàn)，結(jié)果如下：鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的活性陰離子（如氯離子等），=8>經(jīng)檢驗(yàn)，焊接接頭的顯微組織為：等軸的粗見表9。大奧氏體（螺紋短節(jié)一側(cè)）?細(xì)小的鑄晶組織（焊縫）表9斷口表面的腐蝕產(chǎn)物A5BCD能譜分析結(jié)果?細(xì)碎的孿晶奧氏體（氫氣主管）。E*+,-FG)/0+=%>所有的裂紋均是由外壁啟裂向內(nèi)壁擴(kuò)展。3斷口H$7!987!8487;;8;7;"7$")斷口#7$9$7!$87#!";7$68;789!76$并完全分布在焊接接頭區(qū)的螺紋短節(jié)一側(cè)。從上述分析可知：

6、=9>裂紋完全沿晶界萌生和發(fā)展，是典型的沿!螺紋短節(jié)管材的化學(xué)成份合格。晶斷裂過(guò)程。在部分試件上均看到了晶粒脫落現(xiàn)"螺紋短節(jié)的腐蝕開裂均由外壁開始。象。顯然，螺紋短節(jié)管材發(fā)生了嚴(yán)重的晶間腐蝕。=#>除在螺紋短節(jié)的焊接熱影響區(qū)發(fā)現(xiàn)了晶界#螺紋短節(jié)已整體敏化，而不僅僅是焊接接頭區(qū)局部敏化。材質(zhì)敏化是導(dǎo)致焊接接頭區(qū)泄漏的根敏化現(xiàn)象外，在距焊接熔合線8%@@遠(yuǎn)處也發(fā)現(xiàn)了本原因。完全一樣的現(xiàn)象：晶界敏化，晶粒尺寸粗大等。這說(shuō)"結(jié)論明螺紋短節(jié)材質(zhì)已整體敏化。而焊接接頭另一側(cè)顯綜上所述，#$8$0C管路系統(tǒng)的泄漏的原因是：微組織為

7、細(xì)碎的孿晶奧氏體。因此，該螺紋短節(jié)的材用于制造螺紋短節(jié)的不銹鋼材料在焊接前已整體敏質(zhì)敏化的主要原因不是由焊接引起的，而是在焊接化，在焊接的影響下，使熔合線附近敏化加劇，在管前螺紋短節(jié)的材質(zhì)就已經(jīng)敏化。外有腐蝕性大氣存在，因此，具備了晶間腐蝕的條!掃描電鏡檢查件，發(fā)生了晶間腐蝕，導(dǎo)致在熔合線附近開裂泄漏。對(duì)部分螺紋短節(jié)金相試樣、氫氣主管金相及螺螺紋短節(jié)材質(zhì)敏化是導(dǎo)致焊接接頭區(qū)泄漏的根本原紋短節(jié)的斷口試樣逐個(gè)進(jìn)行電鏡掃描分析，結(jié)果如下：因。=8>對(duì)金相試樣進(jìn)行電鏡掃描分析發(fā)現(xiàn)：4改進(jìn)措施!螺紋短節(jié)的顯微組織確為等軸的粗大

8、奧氏根據(jù)不銹鋼晶間腐蝕的機(jī)理，結(jié)合本套裝置的體。經(jīng)高倍觀察發(fā)現(xiàn)晶界上有第二相析出物，部分腐實(shí)際情況，要克服晶間腐蝕開裂可采取以下措施：蝕嚴(yán)重的晶界甚至出現(xiàn)了晶粒分離的現(xiàn)象，如晶粒=8>對(duì)目前在線的螺紋短節(jié)全部涂刷油漆，隔絕脫落等?？梢?，螺紋短節(jié)材質(zhì)已經(jīng)敏化。裂紋正是沿腐蝕介質(zhì)與管子的直接接觸，以緩解和控制腐蝕開著這類晶界啟裂和發(fā)展的。光學(xué)顯微鏡