裂解炉文丘里压力表引压管断裂原因分析.pdf

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1、第43卷第4期研究与开发化工设计通讯2017年4月ResearchandDevelopmentChemicalEngineeringDesignCommunications裂解炉文丘里压力表引压管断裂原因分析1122胡显驰，张翠翠，魏志刚，单勇（1.辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001；2.中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司，辽宁抚顺113008）摘要：描述了乙烯装置裂解炉文丘里引压管出现断裂的特征，并对出现断裂的原因进行了分析，制定了针对性的检修措施，并提出了改进建议。关键词：奥氏体不锈钢；晶

2、间腐蚀；应力腐蚀开裂中图分类号：TE96文献标志码：A文章编号：1003–6490（2017）04–0142–02CauseAnalysisofFractureofPressurePipeinVenturiPressureTableofCrackingFurnaceHuXian-chi，ZhangCui-cui，WeiZhi-gang，ShanYongAbstract：Thispaperdescribesthecharacteristicsofthefractureoftheventuriintheet

3、hyleneplantcrackingfurnace，analyzesthecausesofthefracture，setsoutthetargetedinspectionmeasures，andputsforwardsomesuggestionsforimprovement.Keywords：austeniticstainlesssteel；intergranularcorrosion；stresscorrosioncracking某化工厂80万t/a乙烯装置采用的是美国斯通韦伯斯特内壁（S&W）公司

4、的专利技术，年操作时间为8000h，装置的操作弹性是60%~110%；断口乙烯装置主要由裂解、急冷、压缩、冷分离、热分离、制冷、等单元组成。裂解炉为USC型管式裂解炉；急冷油塔、急冷500μm100μm水塔、碱洗塔采用S&W的波纹塔盘；裂解气压缩采用五段压图3金相组织2缩，分离系统采用双塔前脱丙烷、前加氢、低压乙烯塔与乙烯压缩机构成开式热泵、深冷分离采用了S&W公司最新的专利技术HRS（热集成精馏系统）等先进的工艺技术；运行安全可靠，投资低，能耗较低。1基本概况巡检人员发现7#裂解炉文丘里压力表引压管在

5、2017年1月5日出现开裂泄漏，裂纹出现在焊口处，经过停炉，紧急更200μm50μm换部分管件，将此问题暂时解决。图4金相组织3（焊缝区）2检测结果谱检测发现断口表面含有高含量S元素和一定量的Cl元素，因2.1宏观及低倍观察此初步判断断裂是由于发生硫化物应力腐蚀开裂造成的从图1可见，断裂的位置主要集中在焊缝热影响区附近，（SSCC），氯元素起到了促进作用。断口表面布满腐蚀产物。从低倍形貌可以看出，断口表面有应力腐蚀开裂（SCC）是指应力和腐蚀介质联合作用下金二次裂纹，同时在引压管的内壁也发现了从内壁向外

6、壁扩展属材料所发生的一种局部腐蚀破坏。应力腐蚀开裂一般具有的裂纹。如下特征：内壁1）一种合金材料只有在“特定”的介质中才会发生SCC。对于奥氏体不锈钢，可能造成SCC的环境有：含氯化金相断口焊缝物的冷凝水或氯化物水溶液、海水、H2S及NaOH-H2S水溶液等。断口2）SCC裂纹扩展方向通常与拉应力方向垂直，形态有裂焊缝2mm2mm外壁纹沿晶界扩展和穿晶界扩展两张状态。图1断裂位置宏观及低倍形貌3）产生SCC的孕育期很长，但裂纹一旦萌生，扩展速度2.2金相检验很快。断口观察表明，即使像奥氏体不锈钢这种韧性

7、很好的材料，其应力腐蚀开裂的断裂模式也为脆性断裂。从以上特征可以看出，该失效件断裂区域属于奥氏体不锈钢的热影响区，从应力水平上讲，存在焊接残余应力，介断口质为裂解气，从断口成分分析可见，介质中含有硫化物和Cl元素，属于断裂敏感环境，因此才发生SSCC现象。外壁500μm100μm炼油设备的SCC受下列参数复杂交互作用的影响：①暴图2金相组织1露于酸性环境中的材料的化学成分、强度、热处理和显微组织；3综合分析②材料的总拉应力（外加应力与残余应力之和）；③材料中的通过宏观和微观观察可见，断裂位置主要位于焊缝

8、热影氢流量，即游离水的存在、硫化氢浓度、pH及其它诸如氰化响区区域内，并向母材扩展。开裂是由内壁起源并向外壁扩展。物和二硫化物离子浓度等环境参数；④温度；⑤时间。断口表面有腐蚀产物附着，并有二次裂纹，裂纹沿晶扩展，能分析裂纹的起源，从金相组织观察中可见，样件存在晶间腐蚀，304不锈钢如果发生晶间腐蚀，说明其在焊接或者使收稿日期：2017–04–12用过程中在其敏化温度区间内有停留，一般不锈钢的敏化温作者简介：胡显驰（1984—），男，辽宁抚