天然气低温分离聚结器焊接裂纹分析

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1、中文摘要摘要本文采用现代断裂失效分析的方法和手段，探讨2005年6月3日某石油公司天然气处理厂低温分离聚结器发生爆炸这一重大事故。本课题通过对事故现场的观察、测量以及设备运行状况和事故发生过程的调查了解，同时将现场碎片取样进行化学成分测定、力学性能测定、金相组织检查、断口电镜扫描、X-物相扫描、容器爆炸能量计算等技术检验、鉴定和计算，通过综合失效分析，找出低温分离聚结器发生爆炸的原因，分析生产过程中存在的问题，采取有效措施，为保障设备安全运行，预防事故发生，提供技术依据。文中失效分析发现：裂纹源主要发生在两处：一是焊缝中聚集的非金属夹杂物，另一处是复材／

2、基材界面上的裂纹、孔洞等缺陷。金相组织和电镜扫描观察证实：焊缝中非金属夹杂物十分严重，这降低了焊缝强度和低温冲击韧性，力学性能测定证实了这一结论；观察中还发现复材，基材界面处存在较多裂纹、小孔和金属熔球等，推测为复合板在爆炸焊时因高温或经受到了多次加热与冷却而产生，这些缺陷大大降低了界面结合强度，成为裂纹源之一。本课题通过失效分析，最终找出事故发生的根源是：低温分离聚结器的焊接缺陷是事故发生的主要原因，焊接缺陷导致焊缝性能下降，同时产生气体泄漏以致发生爆炸，事故过程是：低温分离聚结器由于存在焊缝缺陷，使容器内可燃性气体产生泄漏，与空气混合后发生一次爆炸，

3、进而使分离器裂开，大量空气进入分离器内，引起第二次爆炸。文中论述了压力容器焊缝缺陷的类型及产生原因，分析了不锈钢复合板压力容器焊接生产中存在的主要问题，认为解决不锈钢复合板焊接工艺问题，重点是保证过渡层的焊接质量。本次失效分析中发现低温分离器的焊缝区存在夹渣、未焊合、微裂纹等大量焊接缺陷，但现场焊接检验中未能及时发现，预以返修；选用的材料也存在一定问题；焊后热处理有待进一步验证，这些都给压力容器的安全运行造成极大的隐患。我们应从这次事故中吸取经验教训，充分认识焊接质量的重要性，从结构设计、材料选择以及施工工艺三方面进行控制，严格执行焊接工艺规范，加强焊接

4、质量管理和检验，以保证压力容器的安全运行。关键词：断裂，失效分析，焊缝缺陷，裂纹英文摘要ABSTRACTThisarticleapplymodernmethodsandmeansoffailureanalysis,toexplorethelowtemperatureseparationcondenserexplosionaccidentofthenaturalgastreatmentplantofaoffcompany．byobservationandmeasurementoftheaccidentsite，investigatingandunderst

5、andingofequipmentoperatingconditionsandtheprocessoftheaccidentoccurred,SamplingdebrisfTomthescene，tocompletedeterminationofthechemicalcompositionandmechanicalproperties，microstructureinspection,electro-microscopicscanningofthe丘actI玎e．X-phasescan,thetechnicalinspection,identificat

6、ionandcalculationofvesselsexplosionenergy，toconductcomprehensivefailureanalysis,toidentifythe∞lmoftheexplosionofthelow-temperatureseparationcondenser,toanalyzetheexistingproblemsintheproductionprocess，takeeffectivemeasures，toprovidetechnicalbasisforguaranteeingthesafeoperationofe

7、quipment,preventingaccidents．Thatisfoundinthefailureanalysis：Cracksintwomainsources；First,non-metallicinclusionsintheweldgathering,anotherisComposites／substrateinterfacecracks，holesandotherdefects．Mierostructureandscanningelectronmicroscopyconfirmed：non-metallicinweldinclusionsis

8、veryserious，thisreducedtheweldstrengthan