乙二醇不銹鋼蒸發(fā)器應(yīng)力腐蝕開裂評價與安全分析.pdf

1、揚(yáng)子石化公司乙二醇生產(chǎn)過程中,多臺乙二醇不銹鋼蒸發(fā)器的封頭與筒體環(huán)焊縫熔合線附近出現(xiàn)了大量的網(wǎng)狀裂紋以及垂直于焊縫的縱向裂紋,經(jīng)過現(xiàn)場金相覆膜和失效分析,確定該設(shè)備的開裂原因是由晶間應(yīng)力腐蝕裂紋引起的.針對這種開裂現(xiàn)象,本文從以下幾個方面進(jìn)行了研究:1.基于乙二醇不銹鋼蒸發(fā)器材料選擇的考慮,使用1Cr18Ni9Ti、316L及SAF2205三種不銹鋼材料進(jìn)行晶間型應(yīng)力腐蝕敏感性評估研究.在實驗條件下,采用自行設(shè)計的加載試樣,通過標(biāo)準(zhǔn)的S

2、trauss晶間腐蝕評價試驗方法,針對焊接熱影響區(qū),研究在受外加載荷條件下敏化狀態(tài)和焊接狀態(tài)對晶間腐蝕的影響,研究結(jié)果表明:這三種材料抗晶間應(yīng)力腐蝕敏感性由1Cr18Ni9Ti-316L-SAF2205依次增強(qiáng).敏化處理使得材料的抗晶間應(yīng)力腐蝕性能減弱.2.依據(jù)乙二醇蒸發(fā)器所處的實際工況,模擬了三種不銹鋼材料的焊接接頭在敏化狀態(tài)和焊態(tài)下,在含有微量氯離子的甲酸乙酸介質(zhì)環(huán)境中的腐蝕現(xiàn)象,實驗結(jié)果表明:三種不銹鋼材料的晶間腐蝕開裂敏感性很低

3、,僅出現(xiàn)了輕微應(yīng)力腐蝕開裂跡象,并且伴隨輕微的點(diǎn)蝕.敏化處理對這種試驗環(huán)境下材料應(yīng)力腐蝕開裂的影響不明顯.3.針對乙二醇蒸發(fā)器封頭和簡體在組裝過程中存在強(qiáng)制組對現(xiàn)象,本文采用有限元分析軟件ABAQUS,針對封頭和筒體強(qiáng)制組對前的錯邊量和強(qiáng)制組對后產(chǎn)生的裝配應(yīng)力之間的關(guān)系進(jìn)行數(shù)值模擬,計算結(jié)果表明當(dāng)封頭和筒體的錯邊量值在6mm以內(nèi)時,應(yīng)力值在屈服極限以內(nèi).4.本文采用事故樹分析方法,對乙二醇不銹鋼蒸發(fā)器應(yīng)力腐蝕開裂進(jìn)行安全分析.分析結(jié)果表

4、明,環(huán)境因素(Cl<'->、SO<,4><'2->)對應(yīng)力腐蝕開裂的貢獻(xiàn)最大,其次為應(yīng)力狀況,接著是焊接工藝條件以及漏檢裂紋的影響.通過以上分析研究,要保證整個系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,防止乙二醇不銹鋼蒸發(fā)器發(fā)生類似的腐蝕開裂,應(yīng)該控制好乙二醇多效蒸發(fā)器的介質(zhì)環(huán)境,盡量避免出現(xiàn)腐蝕性介質(zhì)Cl<'->、SO<,4><'2->;在不銹鋼蒸發(fā)器設(shè)計和制造過程中,選擇耐晶間應(yīng)力腐蝕的材料,降低裝配應(yīng)力以及焊接殘余應(yīng)力,控制好焊接工藝參數(shù),減輕設(shè)備焊接